太阳能热辐射

　　可再生能源的持续供应需要间歇性的能源与存储相结合。热存储是太阳能的一个极好的匹配，但集中太阳能发电厂必须使用高光学浓度和大型工厂的成本竞争力。
　　在这里，我们提出了一种可替代的，固体热机的太阳能热转换，包括一个太阳能吸收体，一个热辐射电池和一个光伏电池。来自太阳能吸收器或储热器的热量驱动热辐射电池中的辐射复合电流，其发出的光被光伏电池所利用。
　　根据详细平衡的原理，我们计算出，在完全集中的阳光下，太阳能转换效率的极限为85%，而在具有吸收器和等面积单结电池的一个太阳上，太阳能转换效率的极限为45%。在低带隙和实际吸收体温度方面，太阳能热辐射光伏系统的性能优于类似的太阳能热光电转换器，对于一个实际设备来说，这种改进可以达到7.9%(绝对)。
　　为了实现基于可再生能源发电的电网，包括太阳能在内的间歇性能源必须与存储配对。与电化学电池存储相比，热能存储具有简单、可扩展性好、成本低等优点，是一种极具吸引力的解决方案。然而，除非使用极高的储存温度，否则热储存阻止了太阳能与光伏(PVs)直接转换为电能的使用。相反，阳光被吸收为热量，并用于立即或稍后(通过热存储)驱动一个热机。现代的集中太阳能发电厂通过使用大型涡轮机械的热机械循环来实现这一目标，这导致了高昂的资本成本。因此，集中的太阳能发电厂一般必须非常大，以具有成本竞争力的发电。这有助于激发对可替代固态热机的研究，这种热机也可以提供简单、可扩展性和低成本。
　　虽然太阳能TR-PV系统的初步分析令人鼓舞，但还需要更多的研究来建模和更详细地测试它们的操作。特别是，根据不同的TR材料，TR温度对无辐射损失的影响可能是显著的。随着温度的升高，俄杰损耗会显著增加，这可能需要使用俄杰抑制策略，例如使用p-i-n二极管来降低有源区载流子浓度，II型和III型异质结构中的接口诱导俄杰抑制，或者在基于纳米结构的装置中对约束势的精心设计器件的带隙通常也会随着温度的变化而变化，这可能需要TR和PV电池的不同材料组成来调整它们的带隙。在高温下保持太阳吸收器的稳定性和良好的光谱选择性也可能是一个挑战，但在这方面有几个良好进展的例子。其他更实际的考虑包括研究设备边缘的热损失的影响，研究大的TR:吸收器面积比，这可以提高性能超过这里所显示的。然而，这种有希望的初步性能比较表明，太阳能TR-PV系统可以成为高效和低成本的太阳热能转换的途径。