通过电解将水分子中的氢分离出来需要能量，而理想情况下，这种能量应来自可再生能源。弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）的科学家们开发出了一种光伏/电解组合模块，能够高效地利用太阳能直接制氢。其原理是利用多结太阳能电池的高光电压来分解水分子，而这些太阳能电池又与电解槽电池实现电气和热连接。研究团队在户外测试的一款演示器，基于氢的高热值，可将高达31.3%的太阳能转化为化学能。

“对于我们开发的这种光伏/电解模块，我们采用了所谓的聚光光伏技术，”弗劳恩霍夫ISE该项目经理胡安·弗朗西斯科·马丁内斯·桑切斯博士解释说。“一组菲涅耳透镜阵列将直射阳光聚焦到高效III-V族太阳能电池上，在此应用中，这些电池的开路电压超过4伏。”III-V族太阳能电池是世界上最高效的太阳能电池，经过多年验证且长期稳定。目前，它们主要用于太空领域，但在聚光太阳能组件中，也可以在地球上经济高效地发电。

“为了制氢，我们将这些太阳能电池直接连接到两个串联的PEM电解槽电池的阴极和阳极上，从而实现了两者电气特性的完美匹配，”弗劳恩霍夫ISE膜电解部门负责人汤姆·斯莫林卡博士补充道。因此，太阳能电池产生的电力直接用于制氢，无需任何中间转换环节，从而避免了损耗。在实地测试中，这款新型光伏/电解模块演示器的透镜面积为64平方厘米，基于氢的高热值，可将高达31.3%的太阳能转化为化学能。

“我们的新纪录表明，利用阳光可以直接高效地制氢，”弗劳恩霍夫ISE III-V族光伏与聚光技术部门负责人弗兰克·迪姆罗特博士表示。“这项开发仍处于早期阶段，很难说我们多久能实现具有竞争力的系统。为了进一步推进这一概念，我们正在为我们计划剥离成立的初创公司Clearsun Energy寻找投资者。”