瑞典科学家将光伏器件与分子太阳能热能存储系统(MOST)集成在一起，该系统充当太阳能电池的滤光器和冷却剂。所提出的组合可实现光伏效率提高 0.2%，太阳能存储效率提高 2.3%。
太阳模拟器下的实验装置图像
由瑞典查尔姆斯理工大学领导的一组研究人员制造了一种混合多晶太阳能电池，该电池集成了分子太阳热能(MOST)储能系统，可将电池未充分利用的高能光子转化为化学能。
在建议的系统配置中，MOST 单元充当光伏电池的滤光器和冷却剂。它放置在太阳能电池的顶部，基于光敏有机分子的溶液，该溶液流经微流体芯片，能够通过光异构化过程存储高能光子。
科学家解释说：“这个过程涉及高能蓝色和紫外光子，将母体分子转化为高能亚稳态光异构体。” “存储在 MOST 光异构体中的能量可以用作储备能源，既可以作为热源，也可以用于热电发电。”
在《焦耳》杂志发表的《同时发电和分子太阳能热能存储的混合太阳能装置》一文中，研究小组解释说，他们测试了基于三种降冰片二烯四环烷(NBD-QC)的MOST系统的三种不同配置分子)称为 NBD1、NBD2 和 NBD3。每个分子具有不同的光物理特性。
经过一系列实验测试，研究人员发现，由于NBD3分子具有“卓越”的吸热和隔热能力，因此该器件的性能达到了最佳。
在标准照明条件下进行测试，该太阳能电池的光电转换效率达到了 12.6%，科学家称这比没有 MOST 系统的参考太阳能电池高出 0.2%。这要归功于 MOST 对电池工作温度的冷却作用，电池工作温度从 53℃ 下降到 45℃，降低了 8℃。
测试还表明，MOST混合光伏系统能够以14.9%的太阳能利用效率和2.3%的太阳能存储效率运行。研究小组强调：“组合式 MOST-PV 系统展示了在不同时期(从日常到季节周期)产生更稳定电力的能力。” “理论上，该系统可以设置为全天循环不同的材料，以优化效率。”
展望未来，科学家们表示，他们将致力于使用高效催化剂进行小规模和大规模的循环测试，并开发更多的红移 NBD 候选材料，以使存储效率更接近系统的理论极限。他们总结道：“此外，探索混合技术的技术经济权衡至关重要，例如平衡 MOST 系统和光伏电池之间的效率并考虑热效应。”
