安裝在地面上的太陽能電池板。
太陽能電池板可以捕獲太陽光，並將其轉化為電能。然而對單面太陽能電池板而言，只有面對太陽的一面才是如此。如果電池板的背光面能轉換從地面反射回來的太陽光，就有可能產生更多電能。目前，雙面太陽能電池技術已經允許工程師們將電池板垂直放置在地面、屋頂，以及水平放置在加油站頂棚。但是，研究人員還不清楚雙面電池板究竟能產生多少電能，也不知道它們能節約多少成本。
近日，據《美國國家科學院院刊》雜誌報導，美國普渡大學和東西大學的物理學家找到了一個新的熱力學公式，它可以在幾分鐘內計算出雙面太陽能電池板在多種環境下的熱力學極限電量。據研究人員介紹，考慮到地形因素的影響，雙面太陽能電池板比單面電池板的產電量高15%~20%。
這個公式看似只包含一個簡單的三角形，但為了將極其複雜的物理問題提煉成這個簡約的公式，研究人員經歷了多年的建模和研究。這個三角函數關係將幫助企業在投資下一代太陽能電池時做出更好的決策，並為找到更有效率的太陽能電池提供參考——據專家估計，到2030年，雙面太陽能電池將佔據全球太陽能電池板市場份額的近50%。
Alam等發現的公式被稱為「肖克利-奎塞爾三角」（Shockley-Queisser triangle，簡稱SQT），它是基於單面太陽能電池最大理論效率預測建立的關係式。SQT表明，雙面太陽能電池的效率增益隨著表面反射光的增加而增加。例如，與有植被的地面相比，混凝土地面反射回來的光可以轉化出更多的電能。根據這個公式，研究人員可以為建築物和農舍的智能窗戶提供更好的設計方案。
此外，Alam等還在論文中闡述了通過控制半導體材料間的邊界數（結）來挖掘雙面太陽能電池潛能的方法。
科界原創
編譯：雷鑫宇
審稿：西莫
責編：張夢
期刊來源：《美國國家科學院院刊》
期刊編號：0027-8424
原文連結：
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191218153556.htm
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