Một nhóm nghiên cứu Mỹ-Ý đã chế tạo một hệ thống quang điện nhiệt điện hỗn hợp (HTEPV) có khả năng thu hồi nhiệt thải từ pin mặt trời và sử dụng nó để tạo ra sản lượng điện bổ sung.

Thiết bị bao gồm một máy phát nhiệt điện tối ưu hóa (TEG) được đặt tiếp xúc nhiệt với mặt sau của pin mặt trời perovskite có diện tích bề mặt 1 cm² nhờ một lớp mỡ tản nhiệt e. Trong khi tiếp xúc nhiệt, hai thiết bị được tách điện.

Đồng tác giả nghiên cứu, Bruno Lorenzi chia sẻ: “HTEPV nên được sử dụng khi hai yêu cầu chính liên quan đến phần PV được đáp ứng”. Đầu tiên là họ sử dụng các ô có băng thông rộng. Các nhà nghiên cứu ước tính rằng các tế bào có khoảng trống năng lượng lớn hơn khoảng 1,6 eV là cần thiết, vì các tế bào có khoảng trống lớn ít nhạy cảm hơn với nhiệt độ về mặt hiệu suất của chúng. Yêu cầu thứ hai là hệ thống có đủ nguồn điện đầu vào để tăng nhiệt độ lên đủ.

Nhiệt truyền tự nhiên qua TEG vì mặt lạnh của nó được giữ ở nhiệt độ phòng, trong khi mặt nóng của nó, tiếp xúc nhiệt với tế bào, ở nhiệt độ cao. Hiệu ứng Seebeck , là hiệu ứng chuyển đổi trực tiếp sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai vật liệu bán dẫn thành điện áp, tạo ra sự khác biệt này sau đó chuyển thành năng lượng điện bổ sung.

Các nhà khoa học quyết định không sử dụng công nghệ phân tách phổ thường được sử dụng trong các ứng dụng này, để hướng các phần khác nhau của quang phổ mặt trời về phía PV hoặc đơn vị TEG. 

Các học giả giải thích: “Về mặt hiệu quả cuối cùng, sẽ thuận tiện hơn là giữ cho pin mặt trời ở cùng nhiệt độ của mặt nóng TEG, thay vì giữ cho tế bào lạnh nhưng mất nhiều nhiệt có thể thu hồi, lưu ý rằng a Pin mặt trời khe rộng dựa trên perovskite đã được chọn cho thiết bị, do độ nhạy thấp hơn với nhiệt độ cao. Các vật liệu nhạy cảm với nhiệt độ, chẳng hạn như silicon, mất quá nhiều hiệu quả để làm cho quá trình lai tạo thuận lợi”.

TEG được đặt vào  ống hút chân không để giảm thiểu sự trao đổi nhiệt  với môi trường. Nó có thể tách nhiệt thải từ pin mặt trời và chuyển nó đến tấm lạnh của nó ,nơi nó được tản ra bởi một chất lỏng. Mặt lạnh của nó được gắn bằng mỡ tản nhiệt vào đáy buồng chân không và nhiệt độ của nó được kiểm soát bằng cặp nhiệt điện kiểu K. 

Lorenzi giải thích thêm: “Khi phần TEG được đặt dưới sự chênh lệch về nhiệt độ, một đồng bằng của thế điện được phát triển giữa các điện cực nóng và lạnh của nó do hiệu ứng Seebeck. Vì vậy, một khi TEG được kết nối với tải, nó sẽ tạo ra một dòng điện chạy qua.”

Theo các nhà khoa học, việc khai thác nhiệt từ pin mặt trời có thể mang lại hiệu suất tăng từ  0,2 đến  3,05%. Mặc dù nhóm đã thử nghiệm các loại pin mặt trời khe rộng khác nhau cho hệ thống HTEPV, nhưng họ nhận thấy rằng các thiết bị dựa trên perovskite mang lại hiệu suất tốt nhất về hiệu suất chuyển đổi điện năng.

Các nhà nghiên cứu người Ý nhấn mạnh: “Đánh giá chi phí của công nghệ này là không dễ dàng, vì nó phụ thuộc rất nhiều vào loại hệ thống mà bạn đang xem xét. Bản thân vật liệu nhiệt điện có chi phí không đáng kể, vì cần rất ít về thể tích trên một đơn vị diện tích. Theo tôi, những thứ có thể làm tăng giá thành của thiết bị là tản nhiệt, ống chân không và bộ tập trung được sử dụng để lắp ráp nó”.

Nếu bạn phát triển công nghệ hybrid bắt đầu từ công nghệ PV hoạt động tập trung và có hệ thống làm mát, thì chi phí sẽ rất thấp và không có vấn đề gì. "Các trường hợp khác phải được đánh giá cẩn thận."