以熱量形式損失的能量是提高太陽能電池效率的基本挑戰(zhàn)之一，而且基本上是不可避免的。在設(shè)備中產(chǎn)生的熱量限制了將光轉(zhuǎn)化為電的過程，也導(dǎo)致了設(shè)備的退化，對性能和壽命都有負面影響。

熱離子技術(shù)（TI）是一種替代方法，利用太陽的熱量來發(fā)電，而不是像光伏技術(shù)中那樣利用光。熱離子技術(shù)已經(jīng)被科學(xué)家們了解了很久，但還沒有證明自己像光伏發(fā)電那樣實用。然而，最近科學(xué)家們已經(jīng)開始探索太陽能光伏電池材料中的TI效應(yīng)，以及將兩者結(jié)合起來以提高效率和減少熱對設(shè)備的負面影響的可能性--這種方法被稱為光子增強熱離子發(fā)射（PETE）。

《自然通訊》上發(fā)表的一篇新論文評估了這種方法的潛力：用于下一代太陽能電池的半導(dǎo)體熱離子技術(shù)：光子增強或純熱離子。由加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的這項研究指出，研究小組成員稱該研究簡化了該領(lǐng)域以前的某些方面，以關(guān)注其他方面--這種方法"無法對這些光熱現(xiàn)象和基于它們的設(shè)備進行現(xiàn)實的分析"。

早期階段

該小組的結(jié)論是，盡管僅PETE和熱離子技術(shù)都是解決光伏熱限制的有希望的途徑，但在它能做出任何有意義的貢獻之前，還有一系列的挑戰(zhàn)需要克服。這些挑戰(zhàn)包括確保構(gòu)成太陽能光伏電池的各種材料的溫度穩(wěn)定性，增加熱激發(fā)電子被發(fā)射和收集的可能性，最大限度地減少重組，以及更多。該小組指出："最終的挑戰(zhàn)是將所有需要的特性結(jié)合到一個單一的材料或異質(zhì)結(jié)構(gòu)中。"

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該小組試圖提高對TI/PETE的理解，并希望促進對該方法的進一步興趣?？偟膩碚f，半導(dǎo)體熱離子學(xué)的概念仍然處于早期階段，在實驗方面還有很多需要調(diào)查的地方，許多挑戰(zhàn)已經(jīng)被確認。研究人員解釋道，我們指出了這些問題以及對基本和實際挑戰(zhàn)的可能解決方案，以便提供一個更廣泛的視角，以及激勵對半導(dǎo)體熱離子學(xué)的進一步研究。