今日のほとんどのソーラーパネルは、空に面する側からの太陽光のみを取り込み、それを電気に変換します。 太陽電池パネルの暗い下側でも、地面から反射した太陽光を変換できる場合、より多くの電気が生成される可能性があります。
両面太陽電池を使用すると、パネルを地面や屋根に垂直に配置したり、ガソリンスタンドの天井に水平に配置することもできますが、これらのパネルが最終的にどれだけの電力を生成できるか、どれだけのお金を節約できるかは不明です。
新しい熱力学的公式は、さまざまな地形（芝、砂など）を考慮すると、両面パネルを構成する両面セルが、今日の片面ソーラーパネルの片面セルよりも平均で15％から20％多くの太陽光を生成することを示しています。コンクリートと汚れ。
パデュー大学の2人の物理学者によって開発されたこの式は、両面太陽電池がさまざまな環境で（熱力学的限界の定義に基づいて）生成できる最大電力量を数分で計算できます。
「式には単純な三角形のみが含まれていますが、非常に複雑な物理的問題をこのエレガントで単純な式に洗練するには、長年のモデリングと研究が必要です。三角形は、企業が次世代の太陽電池に投資するのに役立ちますより良い決定を下し、効率を高めるための設計方法を見つけ出す「サイード・ムハンマド」・アシュラフ「アラム、パデュー大学電子工学科教授、ジェイ・N・グプタ教授。
全米科学アカデミーの論文集で発表された論文で、アラムと共著者のライアン・カーン（現在バングラデシュの東西大学の助教授）は、インドでの発展を計算するための式の使用方法を示していますすべての太陽電池の熱力学的限界。過去50年間。これらの結果は、今後20〜30年で開発される可能性のある技術に一般化できます。
これらの計算が、ソーラーファームが使用の初期段階で両面電池を最大限に活用するのに役立つことが期待されています。
「片面セルが費用効果の高い方法でフィールドに現れるには、ほぼ50年かかりました」とアラムは言いました。 「この技術は大きな成功を収めましたが、効率を大幅に上げたり、コストを削減したりすることはできなくなりました。私たちの式は、両面技術の開発を促進します。」
この論文は、数学的問題をやがて解決した可能性があります。専門家は、2030年までに、両面太陽電池が世界の太陽電池パネル市場のほぼ半分を占めると予測しています。
アラムの方法は、研究者のウィリアム・ショックリーとハンス・ヨアヒム・クワイザーによる片面太陽電池の最大理論効率の予測に基づいているため、「ショックリー・クワイザー三角形」と呼ばれています。この最大点または熱力学的限界は、三角形を形成する下向きの折れ線グラフで特定できます。
この式は、両面太陽電池の効率の向上が、表面で反射する光とともに増加することを示しています。たとえば、植生のある表面と比較すると、コンクリートからの反射光はより多くの電力を変換します。
研究者は、この式を使用して、人口密度の高い都市の農地パネルと建物の窓に、より優れた両面デザインを推奨しています。透明な両面パネルにより、農作物の生産を妨げる影のない太陽エネルギーを農地で生成できます。同時に、建物の両面窓を作成すると、都市がより多くの再生可能エネルギーを使用できるようになります。
また、電流の流れを促進する接合と呼ばれる半導体材料間の境界の数を操作することにより、両面電池の可能性を最大化する方法を提案しています。片面セルと比較して、単一接合の両面電池は最大の効率向上を提供します。
このペーパーで詳述されている式は完全に検証されており、両面電池の設計方法を決定する際に企業が使用できます。
新しい熱力学的公式は、さまざまな地形（芝、砂など）を考慮すると、両面パネルを構成する両面セルが、今日の片面ソーラーパネルの片面セルよりも平均で15％から20％多くの太陽光を生成することを示しています。コンクリートと汚れ。
パデュー大学の2人の物理学者によって開発されたこの式は、両面太陽電池がさまざまな環境で（熱力学的限界の定義に基づいて）生成できる最大電力量を数分で計算できます。
「式には単純な三角形のみが含まれていますが、非常に複雑な物理的問題をこのエレガントで単純な式に洗練するには、長年のモデリングと研究が必要です。三角形は、企業が次世代の太陽電池に投資するのに役立ちますより良い決定を下し、効率を高めるための設計方法を見つけ出す「サイード・ムハンマド」・アシュラフ「アラム、パデュー大学電子工学科教授、ジェイ・N・グプタ教授。
全米科学アカデミーの論文集で発表された論文で、アラムと共著者のライアン・カーン（現在バングラデシュの東西大学の助教授）は、インドでの発展を計算するための式の使用方法を示していますすべての太陽電池の熱力学的限界。過去50年間。これらの結果は、今後20〜30年で開発される可能性のある技術に一般化できます。
これらの計算が、ソーラーファームが使用の初期段階で両面電池を最大限に活用するのに役立つことが期待されています。
「片面セルが費用効果の高い方法でフィールドに現れるには、ほぼ50年かかりました」とアラムは言いました。 「この技術は大きな成功を収めましたが、効率を大幅に上げたり、コストを削減したりすることはできなくなりました。私たちの式は、両面技術の開発を促進します。」
この論文は、数学的問題をやがて解決した可能性があります。専門家は、2030年までに、両面太陽電池が世界の太陽電池パネル市場のほぼ半分を占めると予測しています。
アラムの方法は、研究者のウィリアム・ショックリーとハンス・ヨアヒム・クワイザーによる片面太陽電池の最大理論効率の予測に基づいているため、「ショックリー・クワイザー三角形」と呼ばれています。この最大点または熱力学的限界は、三角形を形成する下向きの折れ線グラフで特定できます。
この式は、両面太陽電池の効率の向上が、表面で反射する光とともに増加することを示しています。たとえば、植生のある表面と比較すると、コンクリートからの反射光はより多くの電力を変換します。
研究者は、この式を使用して、人口密度の高い都市の農地パネルと建物の窓に、より優れた両面デザインを推奨しています。透明な両面パネルにより、農作物の生産を妨げる影のない太陽エネルギーを農地で生成できます。同時に、建物の両面窓を作成すると、都市がより多くの再生可能エネルギーを使用できるようになります。
また、電流の流れを促進する接合と呼ばれる半導体材料間の境界の数を操作することにより、両面電池の可能性を最大化する方法を提案しています。片面セルと比較して、単一接合の両面電池は最大の効率向上を提供します。
このペーパーで詳述されている式は完全に検証されており、両面電池の設計方法を決定する際に企業が使用できます。
