雙面太陽能電池已經使電池板可以垂直放置在地面或屋頂上，甚至可以水平放置在加油站的頂棚中，但是尚不清楚這些電池板最終可以產生多少電力或可以節省多少錢。

一個新的熱力學公式表明，考慮到不同的地形(例如草皮，沙子等)，構成雙面面板的雙面電池比如今的單面太陽能面板的單面電池平均多產生15%到20%的日光。混凝土和污垢。

由普渡大學(Purdue University)的兩位物理學家開發的這個公式，可以在幾分鐘內計算出雙面太陽能電池在各種環境下(根據熱力學極限的定義)能產生的最多電量

“該公式僅包含一個簡單的三角形，但將極其復雜的物理問題提煉為這種優雅而簡單的公式，需要進行多年的建模和研究。該三角形將幫助公司對下一代太陽能電池的投資做出更好的決策，并弄清楚如何設計 從而提高效率。”普渡大學電子與計算機工程系Jai N. Gupta教授Muhammad“ Ashraf” Alam說道。

在《美國國家科學院院刊》上發表的一篇論文中，阿拉姆和合著者里揚·汗(Ryyan Khan)現在是孟加拉國東西大學的助理教授，他還展示了如何使用該公式計算在印度開發的所有太陽能電池的熱力學極限。最近50年。這些結果可以推廣到可能在未來20到30年內開發的技術。

希望這些計算將有助于太陽能發電場在其使用初期充分利用雙面電池。

“單面細胞以一種經濟有效的方式出現在該領域中花了將近50年的時間，”阿拉姆說。“這項技術已經取得了巨大的成功，但是我們現在知道我們不再能夠顯著提高其效率或降低成本。我們的公式將指導并加快雙面技術的發展。”

該論文可能已經及時解決了數學問題：專家估計，到2030年，雙面太陽能電池將占全球太陽能電池板市場份額的近一半。

Alam的方法被稱為“ Shockley-Queisser三角”，因為它基于研究人員William Shockley和Hans-Joachim Queisser對單面太陽能電池的最大理論效率的預測。可以在形成三角形的向下傾斜的線圖中識別此最大點或熱力學極限。

該公式表明，雙面太陽能電池的效率增益隨表面反射的光而增加。與具有植被的表面相比，例如，從混凝土反射的光將轉換出更多的功率。

研究人員使用該公式為人口密集的城市的農田面板和建筑物的窗戶推薦了更好的雙面設計。透明的雙面面板允許在農田上產生太陽能，而不會產生會阻礙農作物生產的陰影。同時，為建筑物創建雙面窗戶將有助于城市使用更多可再生能源。

該論文還建議了通過操縱半導體材料之間的邊界數量(稱為結)來最大程度地提高雙面電池的潛力的方法，這種邊界有利于電流的流動。相對于單面細胞，具有單結的雙面電池可提供最大的效率提升。

汗說：“相對增益很小，但是絕對增益卻很大。隨著結數的增加，您會失去最初的相對利益，但是絕對增益會繼續上升。”

該論文中詳細介紹的公式已經過充分驗證，可供公司決定如何設計雙面電池時使用。