Sumber: sciencedaily
Kebanyakan panel solar hari ini menangkap cahaya matahari dan mengubahnya menjadi elektrik hanya dari sisi yang menghadap ke langit. Sekiranya bahagian bawah bawah panel solar juga boleh menukar cahaya matahari yang tercermin dari tanah, lebih banyak tenaga boleh dihasilkan.
Sel solar dua belah telah membolehkan panel untuk duduk secara menegak di atas tanah atau bumbung dan juga mendatar sebagai kanopi sebuah stesen minyak, tetapi ia tidak diketahui dengan tepat berapa banyak elektrik panel ini akhirnya dapat menjana atau wang yang dapat mereka simpan.
Satu formula termodinamik baru mendedahkan bahawa sel-sel bifaksia yang membentuk panel dua sisi menjana rata-rata 15% hingga 20% lebih banyak sinar matahari kepada elektrik daripada sel-sel monophacial panel solar satu-sisi hari ini, dengan mengambil kira kawasan yang berbeza seperti rumput, pasir, konkrit dan kotoran.
Formula yang dibangunkan oleh dua ahli fizik Universiti Purdue, boleh digunakan untuk mengira dalam beberapa minit elektrik paling banyak yang sel solar bifacial dapat menghasilkan dalam pelbagai persekitaran, seperti yang ditentukan oleh batas termodinamika.
"Formula itu hanya melibatkan segitiga yang mudah, tetapi menyuling masalah fizik yang sangat rumit kepada perumusan yang sederhana ini memerlukan model pemodelan dan penyelidikan. Segitiga ini akan membantu syarikat membuat keputusan yang lebih baik mengenai pelaburan dalam sel solar generasi akan datang dan memikirkan bagaimana untuk merancang mereka menjadi lebih cekap, "kata Muhammad" Ashraf "Alam, Profesor Kejuruteraan Elektrik dan Komputer Jai N. Gupta Purdue.
Dalam sebuah kertas kerja yang diterbitkan dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, Alam dan ahli tulis Ryyan Khan, sekarang penolong profesor di Universiti East West di Bangladesh, juga menunjukkan bagaimana formula itu boleh digunakan untuk mengira had termodinamik semua sel solar yang dibangunkan 50 tahun yang lepas. Keputusan ini boleh disebarkan kepada teknologi yang mungkin akan dibangunkan dalam tempoh 20 hingga 30 tahun akan datang.
Harapannya ialah pengiraan ini akan membantu ladang solar untuk memanfaatkan sepenuhnya sel-sel bifacial sebelum digunakan.
"Ia mengambil masa hampir 50 tahun untuk sel-sel monofacial muncul di lapangan dengan cara yang kos efektif," kata Alam. "Teknologi ini telah berjaya, tetapi kita tahu sekarang bahawa kita tidak dapat meningkatkan kecekapan mereka dengan lebih baik atau mengurangkan kos. Formula kami akan membimbing dan mempercepatkan pembangunan teknologi bifacial pada skala masa yang lebih cepat."
Kertas itu mungkin telah mendapat matematik tepat pada masanya: pakar-pakar menganggarkan bahawa menjelang 2030, sel-sel suria bifasa akan menyumbang hampir separuh daripada bahagian pasaran untuk panel solar di seluruh dunia.
Pendekatan Alam dipanggil "segitiga Shockley-Queisser," kerana ia dibangunkan berdasarkan ramalan yang dibuat oleh penyelidik William Shockley dan Hans-Joachim Queisser mengenai kecekapan teoritis maksimum sel solar monophasiial. Titik maksimum ini, atau had termodinamik, dapat dikenal pasti pada graf garis bawah yang terbentuk yang membentuk bentuk segitiga.
Rumusan ini menunjukkan bahawa keuntungan kecekapan sel suria bifasa meningkat dengan cahaya yang dipantulkan dari permukaan. Ketara kuasa yang lebih banyak akan ditukarkan daripada cahaya yang dipantulkan daripada konkrit, contohnya, berbanding permukaan dengan tumbuh-tumbuhan.
Para penyelidik menggunakan formula untuk mengesyorkan reka bentuk bifacial yang lebih baik untuk panel di ladang dan tingkap bangunan di bandar-bandar yang padat penduduknya. Telus, panel dua sisi membenarkan kuasa suria dijana di ladang tanpa bayang yang akan menghalang pengeluaran tanaman. Sementara itu, mewujudkan tingkap bifaksial untuk bangunan akan membantu bandar-bandar menggunakan lebih banyak tenaga boleh diperbaharui.
Kertas ini juga mencadangkan cara untuk memaksimumkan potensi sel bifasi dengan memanipulasi jumlah sempadan antara bahan semikonduktor, yang disebut persimpangan, yang memudahkan aliran listrik. Sel-sel bifakial dengan persimpangan tunggal memberikan keuntungan kecekapan terbesar berbanding sel-sel monofasial.
"Keuntungan relatif kecil, tetapi keuntungan mutlak adalah signifikan. Anda kehilangan keuntungan relatif awal kerana anda meningkatkan bilangan persimpangan, tetapi keuntungan mutlak terus meningkat," kata Khan.
Formula yang terperinci di dalam kertas itu telah dibuktikan secara menyeluruh dan siap untuk digunakan oleh syarikat-syarikat apabila mereka memutuskan bagaimana untuk merancang sel bifacial.
