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太陽能是最豐富的可再生能源之一，有效的太陽能技術(shù)具有巨大的潛力，可以緩解不斷增長的全球能源需求的挑戰(zhàn)，同時(shí)減少相關(guān)的排放。太陽能能夠分別通過光伏（PV）和太陽能（ST）技術(shù)滿足各種最終用戶的電能和熱能需求。近來，已經(jīng)提出了混合光伏-熱（PVT）概念，其將PV和ST技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)協(xié)同結(jié)合，并且能夠從相同的區(qū)域和組件同時(shí)發(fā)電和產(chǎn)生有用的熱量。

太陽光譜被濾光片隔開，只有一部分光譜被發(fā)送到PV電池進(jìn)行發(fā)電。不能被太陽能電池利用的光譜的其余部分被引導(dǎo)至吸熱器以產(chǎn)生熱能。

光譜分裂是設(shè)計(jì)高性能PVT太陽能集熱器的一種新興方法，該技術(shù)采用具有光學(xué)濾鏡的先進(jìn)設(shè)計(jì)，這些濾光器將太陽光譜的不同部分引導(dǎo)至PV電池發(fā)電或傳至熱吸熱器以產(chǎn)生熱量。盡管如此，根據(jù)應(yīng)用和最終用戶的需求，分光PVT（SSPVT）集熱器的最終效率極限，以及使我們能夠達(dá)到這些極限的最佳集熱器設(shè)計(jì)，以及PV電池和光學(xué)濾光片材料仍然不清楚。由于在該領(lǐng)域缺乏共識(shí)，因此促使人們進(jìn)一步研究SSPVT技術(shù)的這些方面。

近日，由英國倫敦帝國學(xué)院的ChristosN.Markides和Gan Huang與來自中國浙江大學(xué)的Kai Kai合作，在《光科學(xué)與應(yīng)用》上發(fā)表的一篇論文。論文闡述了一個(gè)預(yù)測此類集熱器性能的綜合框架，該框架可用于確定其效率極限；并為選擇最佳的PV材料，以及能夠提供接近該技術(shù)效率極限的熱電性能組合的最佳光譜分離濾波器，提供詳細(xì)指導(dǎo)。

論文表示：我們發(fā)現(xiàn)，熱能與電的相對(duì)值對(duì)SSPVT集熱器的總有效效率極限，最佳的PV電池材料和最佳的分光濾光片有重大影響。

CIGS太陽能電池（一種新的能源材料）由于帶隙能量可調(diào)，因此被認(rèn)為特別適合SSPVT集熱器應(yīng)用。而光譜分離濾光片的最佳上下限，在很大程度上取決于PV材料。

我們研究中的詳細(xì)步驟，可以幫助設(shè)計(jì)人員根據(jù)條件和應(yīng)用選擇合適的太陽能電池材料和分光濾光片，從而實(shí)現(xiàn)最佳的整體性能，同時(shí)考慮到由它們產(chǎn)生的能量矢量（電和熱）系統(tǒng)。