為了提高太陽能電池板的性能，由阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）和英國理工大學（UofTEngineering）的研究人員組成的一個國際合作項目創造了一種雙面串聯太陽能電池，該電池采用了鈣鈦礦和硅技術的最佳組合。

在野外，光主要直接來自太陽。與傳統的純硅太陽能電池相比，傳統的串聯太陽能電池通過吸收額外波長的光，已經可以更有效地將這種光轉化為電能。

現在，研究人員已經意識到，使用雙面串聯結構可以收集更多的能量。被稱為“反照率”的地面反射和散射的光也可以被收集起來，從而顯著增加串聯太陽能電池的電流。

這項研究發表在今天的《自然能源》雜志上，它準確地描述了研究小組如何設計鈣鈦礦/硅器件，使其超過目前公認的串聯結構的性能極限。

“通過利用反照率，我們現在可以產生比傳統的經緯儀更高的電流，而不增加任何制造成本，”這項研究的聯合首席作者MicheleDeBastiani博士說。這項研究的作者包括大學教授特德·薩金特（tedsargent）和歐洲經委會博士后易厚（yihou）。

在過去，人們已經研究過捕捉間接陽光的可能性，但沒有實驗驗證。除了理工大學外，KAUST的研究人員還與卡爾斯魯厄理工學院和博洛尼亞大學的合作者合作，以解決將間接陽光納入其模塊能量收集能力所需的科學和工程挑戰。

有了這方面的知識，他們在室外條件下測試了這種雙面串聯太陽能電池，其效率超過了任何商業硅太陽能電池板。

“雙面純硅太陽能電池在光伏市場的份額迅速增加，因為它們可以帶來20%的相對性能增益。在鈣鈦礦/硅串聯體中利用這一概念現在為以可承受的成本進行超高發電提供了機會，”StefaanDeWolf教授（KAUST）總結道。

追蹤太陽的雙面太陽能電池板可產生35％的能量

迄今為止，跟蹤太陽的太陽能電池板和雙面太陽能電池板陣列的概念都已經獨立存在，但是研究人員首次探討了將它們組合起來的好處。

由新加坡太陽能研究所（CarlosRodríguez-Gallegos）領導的一個研究小組發現，兩側帶有光伏電池的面板也可以傾斜以跟隨太陽，這將產生35％的能量，并將平均電費降低16％百分。

目前，世界各地的太陽能電池板主要以固定的方向安裝，并且僅從一側捕獲光。這意味著它們取決于太陽在天空中的位置，并且只能將吸收的光的約22％轉換為能量。

在一項新的研究發表在雜志焦耳，羅德里格斯·加列戈斯和他的團隊建議使用一倍側光伏板也能跟蹤太陽，以進一步提高他們的工作效率。

Rodríguez-Gallegos在一份聲明中說，任何一塊太陽能電池板的目標都是從太陽吸收盡可能多的能量。使用雙面太陽能電池板的優勢在于，它們還可以吸收被地面反射到其背面的能量。

除了固定的傾斜度之外，還存在兩種可以跟蹤太陽的太陽能電池板：單軸跟蹤器在一天的過程中跟隨太陽，通常從東向西傾斜，而雙軸跟蹤器不僅從太陽傾斜。從東到西，但一年中也要旋轉360°以跟隨太陽，因為夏天的太陽高度較高，冬天的太陽高度較低。

盡管目前在太陽能技術領域取得了許多開拓性的突破，但這項創新非常簡單。該團隊分析了由不同太陽能電池板配置產生的能量，以及來自NASA的云和地球輻射能系統的數據以及來自三個不同機構的全球日照模式的野外數據。他們發現，與單軸跟蹤器結合使用時，雙面面板（有時稱為雙面模塊）將產生35％的能量，而與雙軸跟蹤器結合時將產生40％的能量。

兩側的面板不僅可以捕捉陽光，還可以捕捉從地面反射到下方的光線。全球定位系統將同時允許它們在軸上傾斜，始終指向最佳角度以捕獲太陽光線。

根據新論文，“跟蹤設置通過在一天的過程中移動PV模塊來增加能量產生，因此它始終面向太陽。雙面組件使用特殊的太陽能電池和透明蓋來收集光線，不僅從正面而且從背面。”

盡管目前雙面太陽能電池板和跟蹤板都可用于商業用途，但結合了這兩種功能的型號卻沒有。例如，JPMorganChase已在其俄亥俄州哥倫布的工廠完成了2.8兆瓦屋頂雙面太陽能電池板的安裝，可提供該站點18％的用電量。

然而，隨著越來越多的商業企業和房主致力于使用面板，太陽能市場正在增長。而且隨著氣候變化繼續使地球變暖以及我們對化石燃料的依賴逐步吸取教訓，這種情況只會增加。這項新研究證實，它們的廣泛使用最終將具有顯著的經濟和能源優勢。

Rodríguez-Gallegos說：“這意味著在可預見的未來投資雙向和跟蹤系統應該是一個安全的選擇。”