更有效的太阳能系统：更多热量，更强灯光

与太阳能单集热器相比，传统的太阳能光伏热能系统转换热能效率不高。原因是为了冷却晶体硅太阳能电池，该系统在低温下工作。因此，硅可以产生更多的电能，但它不能有效地产生热量。太阳能光伏热能系统，也称为PVT，可以产生热和电。与太阳能单集热器相比，传统的太阳能光伏热能系统转换热能效率不高。原因是为了冷却晶体硅太阳能电池，该系统在低温下工作。因此，硅可以产生更多的电能，但它不能有效地产生热量。

首先，经济问题。一个好的太阳能热水系统比太阳能系统收集更多的能量，而且成本更低。第二，空间问题。光电管占据了屋顶的所有空间，几乎没有产生热能的空间。

在一项研究中，材料科学与工程副教授乔舒亚·皮尔斯找到了一个解决方案:用另一种硅制造PVT来解决性能问题。他的合作者包括来自加州ThinSilicon的Kunal Girotra，以及来自加拿大皇后大学的Michael Pathak和Stephen Harrison。

大多数太阳能电池板是由晶体硅制成的，但是你也可以用非晶硅制造太阳能电池，非晶硅通常被称为薄膜硅。它们不能产生这么多的电力，但是它们更亮、更聪明、更便宜。此外，因为它们需要更少的硅，所以更环保。不幸的是，薄膜硅太阳能电池容易受到SWE效应的影响(非晶硅氢的导电性在光照射下在短时间内显著降低，这被称为SWE效应)。

“当暴露在光线下时，这意味着它们的能量效率会降低——这几乎是太阳能电池最糟糕的影响。”皮尔斯解释道。这就是为什么薄太阳能电池板只占据市场的一小部分。

然而，皮尔斯和他的团队将薄膜硅合成了一种新的PVT，可以克服或绕过SWE效应。这种方法可以在不冷却薄膜硅的情况下使薄膜硅有效。事实上，皮尔斯的团队发现，通过将薄膜硅加热到太阳热操作温度，即接近水的沸点，它可以制成更厚的电池，从而抑制SWE效应。当薄膜硅直接应用于太阳能集热器时，他们还发现，如果太阳能电池每天加热一次，太阳能的能效将提高10%。