熱電太陽能電池英文解釋翻譯、熱電太陽能電池的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 thermoelectric solar cell

分詞翻譯：

熱電的英語翻譯：

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

太陽能電池的英語翻譯：

solar battery
【計】 solar cell
【化】 solar battery; solar cell

專業解析

熱電太陽能電池（Thermoelectric Solar Cell），也稱為熱電-光伏混合系統或太陽能熱電發電器，是一種将太陽光的光能和熱能同時轉化為電能的技術裝置。它結合了光伏發電（将光直接轉化為電）和熱電發電（利用溫差産生電）兩種原理，旨在更高效地利用全光譜太陽能，特别是傳統光伏電池難以有效利用的紅外輻射部分（熱能）。

1. 核心定義與工作原理

熱電部分 (Thermoelectric Generator - TEG)：基于塞貝克效應（Seebeck effect）。當熱電材料（通常是半導體或特殊合金）的兩端存在溫度差（ΔT）時，材料内部會産生電動勢（電壓），從而驅動電荷流動形成電流。在熱電太陽能電池中，太陽光被聚焦或吸收後産生高溫熱源（通常是吸熱器或熱端），環境空氣或冷卻系統則作為冷端。
光伏部分 (Photovoltaic - PV)：基于光電效應。特定半導體材料（如矽）吸收太陽光（主要是可見光部分）的光子能量，激發電子從價帶躍遷到導帶，産生電子-空穴對，在内建電場作用下分離形成電壓和電流。
協同工作：熱電太陽能電池的關鍵在于設計一個集成的系統。太陽輻射首先被一個寬帶吸收器捕獲，該吸收器将可見光部分傳遞給下方的光伏電池進行發電，同時自身被加熱成為高溫熱源。這個高溫熱源與系統底部的冷卻端（通常連接散熱器）形成溫差，驅動熱電模塊發電。這樣，未被光伏電池利用的紅外輻射能量（熱能）被熱電模塊有效捕獲并轉化為電能。

2. 核心優勢與目的

提高總轉換效率：傳統單結矽光伏電池的理論效率極限（Shockley-Queisser極限）約為33%，實際效率通常在15%-22%。熱電模塊的理論效率取決于材料優值系數（ZT值）和溫差。通過将兩者結合，系統可以利用光伏電池“浪費”掉的熱能，理論上可以突破單一技術的效率限制，實現更高的總太陽能到電能的轉換效率。研究表明，混合系統的理論效率可顯著高于單獨的光伏或熱電系統。
利用全光譜：光伏電池主要對可見光敏感，對紅外光（太陽光譜的重要組成部分）響應差。熱電模塊則可以利用紅外光産生的熱能。混合系統能更充分地利用整個太陽光譜。
廢熱利用：在傳統光伏系統中，未被利用的光能會轉化為熱量，導緻電池溫度升高，反而降低其效率并可能縮短壽命。熱電太陽能電池主動将這些廢熱收集起來用于發電，變廢為寶。

3. 關鍵組件與技術挑戰

光譜選擇性吸收器：需要高效吸收太陽光（高吸收率α），同時抑制自身熱輻射損失（低發射率ε），特别是在紅外波段。這通常需要特殊塗層或納米結構材料。
熱電材料：需要高熱電優值系數（ZT）的材料。ZT值越高，熱電轉換效率越高。目前高性能熱電材料如碲化铋（Bi₂Te₃）、硒化錫（SnSe）、方钴礦（Skutterudites）等是研究熱點，但成本、穩定性和大規模制備仍是挑戰。
熱管理與系統集成：高效的熱傳遞（将熱量從吸收器傳遞到熱電模塊熱端）和散熱（維持熱電模塊冷端的低溫）至關重要。整個系統的光學設計、熱學設計和電學設計需要緊密耦合優化。
成本與複雜性：系統比單一的光伏或熱電系統更複雜，成本更高。需要平衡增加的硬件成本和帶來的效率提升，才能實現商業化應用。

4. 應用前景

熱電太陽能電池技術仍處于研發和示範階段，主要應用于需要高效利用太陽能且對成本相對不敏感的領域，如：

空間能源系統（衛星、深空探測器）
聚光太陽能發電（CPV）的補充或替代方案
分布式能源系統
工業餘熱回收與太陽能結合的場景

熱電太陽能電池是一種融合光伏發電和熱電發電技術的混合系統，旨在通過同時利用太陽光的光能和熱能（特别是紅外輻射）來提高太陽能的總轉換效率。其核心在于光譜選擇性吸收熱量驅動溫差發電，并有效回收光伏電池産生的廢熱。雖然面臨材料、熱管理和成本等挑戰，但該技術代表了突破單一技術效率極限、更充分利用太陽能的重要方向。

網絡擴展解釋

熱電太陽能電池這一術語可能存在概念上的交叉或誤用。結合現有資料，以下分兩部分進行解釋：

一、常規太陽能電池的核心原理（基于光電效應）

根據多個權威來源（），太陽能電池是通過半導體材料的光生伏打效應直接轉換光能為電能：

結構基礎：采用PN結半導體（如矽片），當太陽光照射時，光子能量激發電子-空穴對
電場作用：PN結内建電場使載流子分離，電子向N區移動，空穴向P區移動，形成電勢差
輸出特性：光照強度直接影響輸出功率，計算公式可表示為： $$ P = eta cdot A cdot G $$ 其中$eta$為轉換效率，$A$為電池面積，$G$為太陽輻射強度

二、熱電轉換的補充說明

提到太陽能存在兩種轉換路徑（）：

光-熱-電間接轉換：
- 通過集熱器産生蒸汽驅動汽輪機發電
- 效率較低（約15-20%），成本高昂
熱電材料特性：
- 利用塞貝克效應（溫度差→電壓）發電
- 與光電轉換屬于不同物理機制，當前主流太陽能電池不采用此技術

術語辨析：嚴格來說，"熱電太陽能電池"并非标準技術分類。可能涉及以下兩種場景：

光熱電複合系統：将光伏電池與熱電模塊結合，同時利用光能和餘熱
新型材料研究：實驗中的光熱-熱電耦合材料，尚處于實驗室階段

建議在具體應用場景中确認技術類型，可參考IEC 61215等光伏标準進行設備選型。