傳統(tǒng)太陽電池能量轉(zhuǎn)換效率受限于Shockley-Queisser理論極限，其長(zhǎng)波區(qū)光子難以被光電轉(zhuǎn)化利用。目前，如何利用長(zhǎng)波區(qū)的能量來高效利用太陽全光譜能量是相關(guān)領(lǐng)域的研究難點(diǎn)之一。

　　針對(duì)上述問題，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員李燦團(tuán)隊(duì)提出了光電-熱電雙效應(yīng)耦合思路。研究人員基于鈣鈦礦材料熱電性質(zhì)和低熱導(dǎo)率特性，在電池內(nèi)部構(gòu)建垂直溫度梯度（ΔT），激發(fā)熱電效應(yīng)，進(jìn)而將長(zhǎng)波區(qū)紅外光熱能轉(zhuǎn)化為電能。同時(shí)，短波區(qū)光子通過光伏效應(yīng)將其轉(zhuǎn)換為電能，以期實(shí)現(xiàn)太陽全光譜能量的利用。進(jìn)一步，研究通過調(diào)控太陽電池結(jié)構(gòu)與載流子傳輸特性，驗(yàn)證了光生載流子（光電效應(yīng)）與熱擴(kuò)散載流子（熱電效應(yīng)）的耦合效應(yīng)。結(jié)果表明，基于FAPbI?的太陽電池在耦合熱電效應(yīng)后，能量轉(zhuǎn)換效率從基準(zhǔn)值25.65%提升至27.17%（ΔT=10℃）。這一結(jié)果初步驗(yàn)證了光電-熱電雙效應(yīng)耦合策略在提升太陽電池性能方面的可行性。

　　該研究發(fā)現(xiàn)了光伏效應(yīng)與熱電效應(yīng)耦合機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)波紅外光熱能利用，提升太陽電池能量轉(zhuǎn)換效率至27%以上，為發(fā)展高效太陽電池提供了新思路。

　　近日，相關(guān)研究成果以Synergistic Cooperation between Photovoltaic and Thermoelectric Effects in Solar Cells為題，發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》（Energy & Environmental Science）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會(huì)等的支持。