تولید انرژی از پشت سلول‌های خورشیدی
تولید انرژی از پشت سلول‌های خورشیدی
مجله علمی ایلیاد - اکثر سلول‌های خورشیدی کنونی فقط از طرف روی آن‌ها به آسمان، نور خورشید را جذب می‌کنند و آن‌را تبدیل به برق می‌کنند؛ در صورتی که شاید بتوان از سمت رو به زمین آن‌ها نیز تولید انرژی کرد. سلول‌های خورشیدی دو طرفه شرایطی به‌وجود آورده‌اند که می‌توان آن‌ها را به‌صورت عمودی روی پشت‌بام‌ها و زمین‌های مسطح و یا سقف پمپ بنزین‌ها به صورت افقی قرار داد؛ ولی هنوز مشخص نیست که این سلول‌ها در نهایت چه میزان صرفه‌ی اقتصادی دارند. یک فرمول ترمودینامیکی جدید نشان داده است که این صفحات دوطرفه تقریباً ۱۵ تا ۲۰ درصد بیشتر از صفحات یک‌طرفه برق تولید می‌کنند. این فرمول توسط فیزیکدانان دانشگاه پردو ارائه شده است.
«محمد اشرف علم» از دانشگاه پرردو، می‌گوید: «این فرمول در واقع فقط یک مثلث ساده است، ولی برای تبدیل مسائل پیچیده‌ی فیزیک به این فرمول ساده سال‌ها مدل‌سازی و تحقیق انجام شده است. این فرمول به شرکت‌ها کمک می‌کند تا برای سرمایه‌گذاری در زمینه‌ی سلول‌های خورشیدی تصمیمات بهتری بگیرند.» در مقاله‌ای که علم و همکارش «رایان خان» از بنگلادش در کنفرانس آکادمی ملی علوم آمریکا ارائه داده‌اند، نشان داده‌اند که چگونه می‌توان از این فرمول برای محاسبه‌ی محدودیت‌های ترمودینامیکی سلول‌های خورشیدی در سال‌های آینده استفاده کرد. آن‌ها می‌گویند که این فرمول را می‌توان برای تکنولوژی‌های ۲۰ تا ۳۰ سال آینده نیز عمومیت بخشید.
این دانشمندان زمان خوبی را برای انجام تحقیقات خود انتخاب کرده‌اند، زیرا طبق تخمین‌ها تا سال ۲۰۳۰ حدود ۵۰ درصد بازار متعلق به سلول‌های خورشیدی دوطرفه خواهد بود. فرمول علم بر اساس پیش‌بینی‌های تئوری «ویلیام شاکلی» و «هانس کواسیر» در مورد بیشینه‌ی بازده‌ی سلول‌های یک‌طرفه بنا نهاده شده است و به همین دلیل «مثلث شاکلی-کواسیر» نامیده می‌شود. این فرمول نشان می‌دهد که بازده‌ی سلول‌های دوطرفه با افزایش نور منعکس شده از سطح افزایش می‌یابد. نور منعکس شده از روی سیمان به نسبت سطوح سبز، بسیار بیشتر قابلیت تبدیل به برق را دارد.
بر اساس فرمول علم محققین می‌توانند طراحی‌های بهتری برای سلول‌های دوطرفه داشته باشند. در مقاله‌ی علم و همکاران با دستکاری تعداد مرزهای بین مواد نیمه‌هادی راهی برای بیشینه کردن توان سلول‌های دوطرفه پیشنهاد شده است. این مرزها در واقع تسهیل‌کننده‌ی جریان الکتریسیته در سلول هستند.