热电太阳能电池英文解释翻译、热电太阳能电池的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 thermoelectric solar cell

分词翻译：

热电的英语翻译：

【化】 pyroelectricity
【医】 pyroelectricity; thermo-electricity

太阳能电池的英语翻译：

solar battery
【计】 solar cell
【化】 solar battery; solar cell

专业解析

热电太阳能电池（Thermoelectric Solar Cell），也称为热电-光伏混合系统或太阳能热电发电器，是一种将太阳光的光能和热能同时转化为电能的技术装置。它结合了光伏发电（将光直接转化为电）和热电发电（利用温差产生电）两种原理，旨在更高效地利用全光谱太阳能，特别是传统光伏电池难以有效利用的红外辐射部分（热能）。

1. 核心定义与工作原理

热电部分 (Thermoelectric Generator - TEG)：基于塞贝克效应（Seebeck effect）。当热电材料（通常是半导体或特殊合金）的两端存在温度差（ΔT）时，材料内部会产生电动势（电压），从而驱动电荷流动形成电流。在热电太阳能电池中，太阳光被聚焦或吸收后产生高温热源（通常是吸热器或热端），环境空气或冷却系统则作为冷端。
光伏部分 (Photovoltaic - PV)：基于光电效应。特定半导体材料（如硅）吸收太阳光（主要是可见光部分）的光子能量，激发电子从价带跃迁到导带，产生电子-空穴对，在内建电场作用下分离形成电压和电流。
协同工作：热电太阳能电池的关键在于设计一个集成的系统。太阳辐射首先被一个宽带吸收器捕获，该吸收器将可见光部分传递给下方的光伏电池进行发电，同时自身被加热成为高温热源。这个高温热源与系统底部的冷却端（通常连接散热器）形成温差，驱动热电模块发电。这样，未被光伏电池利用的红外辐射能量（热能）被热电模块有效捕获并转化为电能。

2. 核心优势与目的

提高总转换效率：传统单结硅光伏电池的理论效率极限（Shockley-Queisser极限）约为33%，实际效率通常在15%-22%。热电模块的理论效率取决于材料优值系数（ZT值）和温差。通过将两者结合，系统可以利用光伏电池“浪费”掉的热能，理论上可以突破单一技术的效率限制，实现更高的总太阳能到电能的转换效率。研究表明，混合系统的理论效率可显著高于单独的光伏或热电系统。
利用全光谱：光伏电池主要对可见光敏感，对红外光（太阳光谱的重要组成部分）响应差。热电模块则可以利用红外光产生的热能。混合系统能更充分地利用整个太阳光谱。
废热利用：在传统光伏系统中，未被利用的光能会转化为热量，导致电池温度升高，反而降低其效率并可能缩短寿命。热电太阳能电池主动将这些废热收集起来用于发电，变废为宝。

3. 关键组件与技术挑战

光谱选择性吸收器：需要高效吸收太阳光（高吸收率α），同时抑制自身热辐射损失（低发射率ε），特别是在红外波段。这通常需要特殊涂层或纳米结构材料。
热电材料：需要高热电优值系数（ZT）的材料。ZT值越高，热电转换效率越高。目前高性能热电材料如碲化铋（Bi₂Te₃）、硒化锡（SnSe）、方钴矿（Skutterudites）等是研究热点，但成本、稳定性和大规模制备仍是挑战。
热管理与系统集成：高效的热传递（将热量从吸收器传递到热电模块热端）和散热（维持热电模块冷端的低温）至关重要。整个系统的光学设计、热学设计和电学设计需要紧密耦合优化。
成本与复杂性：系统比单一的光伏或热电系统更复杂，成本更高。需要平衡增加的硬件成本和带来的效率提升，才能实现商业化应用。

4. 应用前景

热电太阳能电池技术仍处于研发和示范阶段，主要应用于需要高效利用太阳能且对成本相对不敏感的领域，如：

空间能源系统（卫星、深空探测器）
聚光太阳能发电（CPV）的补充或替代方案
分布式能源系统
工业余热回收与太阳能结合的场景

热电太阳能电池是一种融合光伏发电和热电发电技术的混合系统，旨在通过同时利用太阳光的光能和热能（特别是红外辐射）来提高太阳能的总转换效率。其核心在于光谱选择性吸收热量驱动温差发电，并有效回收光伏电池产生的废热。虽然面临材料、热管理和成本等挑战，但该技术代表了突破单一技术效率极限、更充分利用太阳能的重要方向。

网络扩展解释

热电太阳能电池这一术语可能存在概念上的交叉或误用。结合现有资料，以下分两部分进行解释：

一、常规太阳能电池的核心原理（基于光电效应）

根据多个权威来源（），太阳能电池是通过半导体材料的光生伏打效应直接转换光能为电能：

结构基础：采用PN结半导体（如硅片），当太阳光照射时，光子能量激发电子-空穴对
电场作用：PN结内建电场使载流子分离，电子向N区移动，空穴向P区移动，形成电势差
输出特性：光照强度直接影响输出功率，计算公式可表示为： $$ P = eta cdot A cdot G $$ 其中$eta$为转换效率，$A$为电池面积，$G$为太阳辐射强度

二、热电转换的补充说明

提到太阳能存在两种转换路径（）：

光-热-电间接转换：
- 通过集热器产生蒸汽驱动汽轮机发电
- 效率较低（约15-20%），成本高昂
热电材料特性：
- 利用塞贝克效应（温度差→电压）发电
- 与光电转换属于不同物理机制，当前主流太阳能电池不采用此技术

术语辨析：严格来说，"热电太阳能电池"并非标准技术分类。可能涉及以下两种场景：

光热电复合系统：将光伏电池与热电模块结合，同时利用光能和余热
新型材料研究：实验中的光热-热电耦合材料，尚处于实验室阶段