カナダの科学者は、太陽光発電の効率を改善するためのあまり知られていない方法の可能性を評価した。熱電子工学は、太陽からの熱を使用して電気を生成し、太陽光発電技術と組み合わせて、電子インターフェースから40％以上の効率で機器をより良く機能させることができます。彼らの評価では、科学者たちは克服する必要のある多くの課題にもかかわらず、さらなる研究のための有望な道を見つけた。
熱として失われるエネルギーは、太陽電池の効率を改善するための1つの課題であり、大部分は避けられない。装置内で発生する熱は、光から電気への変換を制限し、装置の性能を低下させ、性能と耐用年数に悪影響を及ぼす。
熱電子発電（TI）は、太陽光発電（PV）のように光を使用する代わりに、太陽からの熱を使用して電気を生成する代替方法である。 TIは科学者に長い間知られていたが、発電方法としてPVほど実用的であることが証明されていない。しかし、最近、科学者たちは太陽電池材料のTI効果を探求し、TI とPVを組み合わせることによって、発電の効率を高め、熱が設備への悪影響を減らすための可能性を探求し始めた。この方法は光子増強熱電子放出（PETE）と呼ばれる。
この方法の可能性は、ネイチャー コミュニケーションズ（Nature Communications）に掲載された新しい論文「次世代太陽電池用の半導体サーミオン：光子増強または純粋サーミオン」で評価されている。カナダのブリティッシュコロンビア大学の科学者が主導した研究では、この分野での以前の研究により、一部の側面が単純化されて他の側面に焦点が当てられたことが指摘された。この方法では、「これらの光熱現象とそれに基づく設備の現実的な分析を実行できない」。
初期段階
チームは、PETEと熱電子発電はどちらもPVの熱制限を解決するための有望な方法だが、貢献できる前に多くの課題を克服しなければならないと結論付けた。これらには、太陽電池を構成するさまざまな材料の温度安定性の確保、熱的に励起された電子の放出と収集の可能性の増加、最大限に再結合の最小化などが含まれる。「最終の課題は、必要なすべての特性を単一の材料またはヘテロ構造に結合することである」とチームは述べている。
このグループは、TI / PETEの理解を深めることを目指し、この方法への関心をさらに刺激することを望んでいる。彼らは、「一般的に、半導体熱電子発電の概念はまだ初期段階にあり、実験の観点から研究すべきことがまだたくさんある」と結論付け、多くの課題も特定されていると述べた。 「私たちは、これらの問題と、基本的および実用的な課題に対する可能な解決策を指摘し、より広い視野を提供し、半導体熱電子発電に関するさらなる研究を刺激する。」
