太陽能是最豐富的可再生能源之一，有效的太陽能技術具有巨大的潛力，可以緩解不斷增長的全球能源需求的挑戰，同時減少相關的排放。太陽能能夠分別透過光伏（PV）和太陽能（ST）技術滿足各種終端使用者的電能和熱能需求。近來，已經提出了混合光伏-熱（PVT）概念，其將PV和ST技術的優點協同結合，並且能夠從相同的區域和元件同時發電和產生有用的熱量。

太陽光譜被濾光片隔開，只有一部分光譜被髮送到PV電池進行發電。不能被太陽能電池利用的光譜的其餘部分被引導至吸熱器以產生熱能。

光譜分裂是設計高效能PVT太陽能集熱器的一種新興方法，該技術採用具有光學濾鏡的先進設計，這些濾光器將太陽光譜的不同部分引導至PV電池發電或傳至熱吸熱器以產生熱量。儘管如此，根據應用和終端使用者的需求，分光PVT（SSPVT）集熱器的最終效率極限，以及使我們能夠達到這些極限的最佳集熱器設計，以及PV電池和光學濾光片材料仍然不清楚。由於在該領域缺乏共識，因此促使人們進一步研究SSPVT技術的這些方面。

近日，由英國倫敦帝國學院的ChristosN. Markides和Gan Huang與來自中國浙江大學的Kai Kai合作，在《光科學與應用》上發表的一篇論文。論文闡述了一個預測此類集熱器效能的綜合框架，該框架可用於確定其效率極限；併為選擇最佳的PV材料，以及能夠提供接近該技術效率極限的熱電效能組合的最佳光譜分離濾波器，提供詳細指導。

論文表示：我們發現，熱能與電的相對值對SSPVT集熱器的總有效效率極限，最佳的PV電池材料和最佳的分光濾光片有重大影響。

CIGS太陽能電池 （一種新的能源材料）由於帶隙能量可調，因此被認為特別適合SSPVT集熱器應用。而光譜分離濾光片的最佳上下限，在很大程度上取決於PV材料。

我們研究中的詳細步驟，可以幫助設計人員根據條件和應用選擇合適的太陽能電池材料和分光濾光片，從而實現最佳的整體效能，同時考慮到由它們產生的能量向量（電和熱）系統。（董清風 編譯）