什么是双面太阳能电池板?概述、工作原理和展望

双面太阳能电池板从直射的太阳光中产生太阳能而且反射光(反照率)，这意味着它们本质上是双面面板。

这与更常见的单面太阳能电池板有很大的不同，后者只从面向太阳的一面发电。

双面太阳能并不新鲜。事实上,第一太阳能电池由贝尔实验室在1954年生产的双面染色体。然而，尽管双面太阳能电池板具有提高效率的潜力，但由于其相对成本以及所需的更具体的环境条件，双面太阳能电池板并没有像单面太阳能电池板那样得到广泛采用。beplay体育官网电脑

双面太阳能电池如何工作

通过捕捉反照率和直射阳光，每个双面面板产生的电量都增加了，这意味着需要安装的太阳能电池板更少。

与单面太阳能电池板不同的是，它们是由透明玻璃制成的，可以让部分光线穿过并从下面的表面反射回来。为了进一步增加通过的光量，他们使用玻璃而不是金属框架或网格线来固定它们。玻璃为钢化玻璃，减少划伤。除此之外，它们的工作原理和其他光伏电池板完全一样，使用晶体硅吸收阳光并将其转化为电流。双面太阳能电池板的背面通常与正面共用电路，从而在不增加电路的情况下提高效率。

双面与单面太阳能电池板

根据美国能源部下属的国家可再生能源实验室(NREL)最近的研究，双面板比单面板能多产生9%的电力。就像与效率更高的单面面板，这意味着需要安装更少的面板—以及相关的硬件，如面板安装、逆变器和电缆—减少了硬件成本和人工成本。

太阳能光伏技术在高温下效率较低，这给了双面板另一个优势。因为它们是由玻璃制成的，没有单层面板的吸热铝制背板，所以它们的工作温度较低，这增加了它们的效率。

双面板不需要接地，因为它们缺乏可能导电的金属框架。由于它们的结构使它们更耐用，它们通常有更长的保修期30年而不是25年monofacial面板。

由于双面板更依赖于漫射太阳辐射，所以在多云气候下，或任何直接阳光较少而间接漫射阳光比例较大的地方，它们比单面板更有效。出于同样的原因，双面太阳能板在一天中较长时间内效率更高，因为此时仍然有漫射阳光，但没有直射在太阳能板上。

双面板也可以更好的受益太阳能追踪器一整天都跟着太阳走。一项研究表明，有了跟踪技术，单面面板的发电量增加了27%，固定倾斜的双面面板的发电量增加了45%。另一项具有类似结果的研究表明，太阳能跟踪器上的双面板降低了16%的电力成本。

双面太阳能电池板通常安装在哪里?

双面太阳能电池板最适合在高反射表面，如沙子，混凝土，或雪。由于树木覆盖极少，像上图中智利的阿塔卡马沙漠这样的沙漠，有很高的反照率，就像草在夏天变成棕色的地区一样，比如加利福尼亚的山坡。

NREL已经建立了一个数据库比较了不同材料的反射率水平，并将其发布在DuraMAT网站上。太阳能安装人员可以利用一个地区的湿度、平均云量、生态群落类型、风速和其他参数的数据，来计算在不同地点安装双面太阳能电池板的相对效率。

这同样适用于有长时间积雪覆盖的高纬度地区。太阳能电池板通常产生大约40 - 60%少用电在冬季，太阳能电池板在较冷的温度下更有效，并减少了高纬度地区的大气干扰。在冬季气候条件下，捕捉从雪中反射的阳光可以提高效率，因为在这个季节它们最能将光转化为电。

一般来说，由于许多原因，双面板不适合用于住宅屋顶。为了减少它们下方的阴影，双面太阳能电池板通常需要安装在离下面反射面更高的地方，所以它们不能安装在靠近屋顶表面的地方。即使可以，深色屋顶吸收而不是反射光线。双面板也更重，这使得它们更难安装，并限制了它们的使用情况。旧的屋顶可能也不能支持增加的重量或容纳双面板所需的支持结构。

最后，双面板更加昂贵，人工成本也更高，这使得许多小规模住宅客户无法承受更高的前期总成本。尽管如此，根据NREL的研究，面板的额外成本不到10%，因此被模块增加的效率所抵消。如果房主有一个可以支持双面太阳能的屋顶，并且有能力为投资融资，这是非常值得的。

然而，其他表面是理想的位置。粉刷较浅颜色的平顶建筑可以安装双面面板，停车场顶棚、泳池露台、甲板、凉棚、门廊、遮阳篷和其他遮阳结构也可以。覆盖混凝土、沙子、砾石或瓷砖等轻质材料的地面系统也是很好的候选者。

由于双面太阳能的首选使用案例，公用事业规模和社区太阳能发电场已经更快地采用了该技术，因为他们的安装设计和选址的选择不限于屋顶。在这些情况下，双面板的水平成本可以比单面板低2-6%。Clearway能源集团，一个公用事业规模和社区太阳能项目的开发商，认为双面太阳能的更高能量输出，结合跟踪器，是至关重要的持续降低成本太阳能已经是世界上大部分地区最便宜的电力来源。

可能是限制的东西也可能是美德。需要比单面太阳能电池板更高的安装，双面太阳能电池板可以更容易地成为一个agriphotovoltaic系统该公司将农业与太阳能发电相结合。作物可以更容易地种植在更高的坐骑周围，而放牧的牛和羊可以受益于面板提供的阴凉，使土地60%更有效率通过结合这两个函数。

前景

根据NREL的说法，“双面光伏正在成为主流，已安装的项目达到了十亿瓦。”市场预测预计2020-2027年期间，双面太阳能的复合年增长率将达到15%。NREL预测，到2020年，双面太阳能电池板将占太阳能光伏市场的60%，而2019年这一比例约为15%。随着市场需求和政府支持的增加，太阳能的规模不断扩大，随着气候变化增加了对所有地方的电力的需求，空间限制和越来越有争议的土地使用问题，可能会倾向于更少、更高效的双面电池板。

与一般的太阳能技术一样，双面板的成本必然会随着产量的增加而下降价格平价的预测单面太阳能很快就会使市场转向双面太阳能板。根据Lazard的数据，太阳能发电的成本在2009年到2020年间下降了90%能源的均衡成本．这使得双面太阳能板对公用事业规模和社区太阳能农场特别有吸引力，因为规模经济意味着增加的能源产量只会略微增加成本。

如果美国政府取消现行关税，成本差异也会减少2018年．到目前为止，拜登政府一直支持该关税，因为它寻求促进美国制造的太阳能电池板生产，而不是从中国进口太阳能电池板，这得到了一些人的支持美国太阳能制造商．到目前为止，还没有取消关税正在进行中，这个问题正在法院系统中徘徊。然而，双面系统的水平成本已经可以与单面系统竞争。NREL预测“后关税时代，bifacial无疑是赢家。”

我们的未来就在现在

不像其他尝试提高太阳能电池板的效率，如钙钛矿的太阳能电池在美国，双面技术已经存在，可以大规模部署，而且可以快速部署。随着对气候变化采取行动的紧迫性越来越大越来越清晰目前，双面太阳能技术是能源领域减少碳排放最有效的手段之一。

虽然双面板并不适用于每个屋顶甚至每个地面，但它们提高的效率让公用事业规模的太阳能开发商获得了更快的投资回报，从而吸引了寻求短期收益的投资者。与单面板相比，它们占地面积更小，可以让公寓楼业主有效地将太阳能电力输送给租户，并允许社区太阳能农场建在靠近客户需要的地方，所有这些都不需要进行大规模的电力传输升级。双面太阳能是一项未来的技术，今天就在这里。