太阳能电池板可以捕获太阳光，并将其转化为电能。然而对单面太阳能电池板而言，只有面对太阳的一面才是如此。如果电池板的背光面能转换从地面反射回来的太阳光，就有可能产生更多电能。目前，双面太阳能电池技术已经允许工程师们将电池板垂直放置在地面、屋顶，以及水平放置在加油站顶棚。但是，研究人员还不清楚双面电池板究竟能产生多少电能，也不知道它们能节约多少成本。
近日，据《美国国家科学院院刊》杂志报道，美国普渡大学和东西大学的物理学家找到了一个新的热力学公式，它可以在几分钟内计算出双面太阳能电池板在多种环境下的热力学极限电量。据研究人员介绍，考虑到地形因素的影响，双面太阳能电池板比单面电池板的产电量高15%~20%。
这个公式看似只包含一个简单的三角形，但为了将极其复杂的物理问题提炼成这个简约的公式，研究人员经历了多年的建模和研究。这个三角函数关系将帮助企业在投资下一代太阳能电池时做出更好的决策，并为找到更有效率的太阳能电池提供参考——据专家估计，到2030年，双面太阳能电池将占据全球太阳能电池板市场份额的近50%。
Alam等发现的公式被称为“肖克利-奎塞尔三角”（Shockley-Queisser triangle，简称SQT），它是基于单面太阳能电池最大理论效率预测建立的关系式。SQT表明，双面太阳能电池的效率增益随着表面反射光的增加而增加。例如，与有植被的地面相比，混凝土地面反射回来的光可以转化出更多的电能。根据这个公式，研究人员可以为建筑物和农舍的智能窗户提供更好的设计方案。
此外，Alam等还在论文中阐述了通过控制半导体材料间的边界数（结）来挖掘双面太阳能电池潜能的方法。
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编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：张梦
期刊来源：《美国国家科学院院刊》 期刊编号：0027-8424
原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191218153556.htm
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