科研人員發現光電-熱電耦合效應：可提升太陽電池效率

【環球網科技綜合報道】6月24日消息，根據中國科學院官網信息，傳統太陽電池能量轉換效率受限於Shockley-Queisser理論極限，其長波區光子難以被光電轉化利用。目前，如何利用長波區的能量來高效利用太陽全光譜能量是相關領域的研究難點之一。

針對上述問題，中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員李燦團隊提出了光電-熱電雙效應耦合思路。近日，相關研究成果以“ynergistic Cooperation between Photovoltaic and Thermoelectric Effects in Solar Cells”為題，發表在《能源與環境科學》（Energy & Environmental Science）上。

具體來看，研究人員基於鈣鈦礦材料熱電性質和低熱導率特性，在電池內部構建垂直温度梯度（ΔT），激發熱電效應，進而將長波區紅外光熱能轉化為電能。同時，短波區光子通過光伏效應將其轉換為電能，以期實現太陽全光譜能量的利用。

進一步，研究通過調控太陽電池結構與載流子傳輸特性，驗證了光生載流子（光電效應）與熱擴散載流子（熱電效應）的耦合效應。結果表明，基於FAPbI₃的太陽電池在耦合熱電效應後，能量轉換效率從基準值25.65%提升至27.17%（ΔT=10℃）。這一結果初步驗證了光電-熱電雙效應耦合策略在提升太陽電池性能方面的可行性。

據瞭解，該研究發現了光伏效應與熱電效應耦合機制，實現了長波紅外光熱能利用，提升太陽電池能量轉換效率至27%以上，為發展高效太陽電池提供了新思路。（青雲）