在中国科学院大连化学物理研究所，一项关于太阳电池能量转换效率的创新研究正在引领行业的新突破。传统的太阳电池受限于Shockley-Queisser理论极限，难以充分利用长波区的光子能量，这成为太阳能领域亟待解决的难题。
面对这一挑战，中国科学院院士、大连化学物理研究所研究员李灿及其团队提出了一种创新思路：光电-热电双效应耦合。他们的研究成果近日在《能源与环境科学》期刊上发表，题为“太阳能电池中光伏效应与热电效应的协同作用”。
在这项研究中，团队利用钙钛矿材料的独特性质，即热电性质和低热导率，构建了一种新型太阳电池。通过在电池内部形成垂直温度梯度，激发了热电效应，成功地将长波区红外光热能转化为电能。与此同时，短波区的光子则通过传统的光伏效应转换为电能，实现了太阳全光谱能量的高效利用。
为了进一步验证这一策略的可行性，研究人员对太阳电池的结构与载流子传输特性进行了精细调控。他们发现，光生载流子（由光电效应产生）与热扩散载流子（由热电效应产生）之间存在着显著的耦合效应。实验结果显示，基于FAPbI₃的太阳电池在耦合热电效应后，能量转换效率从基准值25.65%显著提升至27.17%（在ΔT=10℃的条件下）。
这一研究成果不仅揭示了光伏效应与热电效应之间的耦合机制，还为长波红外光热能的利用提供了新的途径。通过光电-热电双效应耦合策略，太阳电池的能量转换效率得以突破性地提升至27%以上，为高效太阳电池的发展开辟了全新的方向。
