维度网讯，德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE）的研究人员开发出一种太阳能模块，能够将高达31.3%的入射阳光直接转化为氢气，为清洁燃料的商业化生产提供了新的技术路径。

在该项目中，科学家们将聚光光伏电池与质子交换膜（PEM）电解池直接耦合，省去了中间电力转换环节，从而能够直接利用太阳能电池产生的电力进行水分解。该研究所III-V光伏与聚光技术部门负责人弗兰克·迪姆罗特（Frank Dimroth）博士表示，这一纪录表明氢气可以非常高效地直接从阳光中生产。

项目负责人胡安·弗朗西斯科·马丁内斯·桑切斯（Juan Francisco Martínez Sánchez）博士介绍，该系统依赖聚光光伏（concentrating photovoltaics, PVs）技术。直射阳光通过菲涅尔透镜阵列被聚焦后，照射到高效的III-V多结太阳能电池上，这些电池能够产生超过4伏的开路电压。

研究人员将这些太阳能电池直接连接到两个串联的PEM电解池的阴极和阳极上，并对两种技术的电气特性进行了精密匹配。该研究所膜电解部门负责人汤姆·斯莫林卡（Tom Smolinka）博士指出，这种设计实现了两种电气特性的完美匹配，电力直接传输到氢气生产中，没有中间转换阶段或能量损失。

该概念验证演示器的透镜面积约为64平方厘米（9.92平方英寸）。在户外实地测试中，演示器将约31.3%的入射太阳能转化为储存在氢气中的化学能，该效率基于燃料的高热值计算。该技术使用的III-V太阳能电池被认为是目前世界上最有效的光伏器件，长期用于航天器领域。

研究人员认为，聚光光伏系统可能使其在地面应用中具备经济可行性，这些结果显示出集成光伏-电解系统在高效绿色制氢方面的潜力。不过，迪姆罗特博士指出，该技术仍处于早期开发阶段，目前尚难预判何时能实现具有竞争力的系统。团队目前正在为计划中的衍生公司Clearsun Energy寻找投资者，以推动该技术商业化。

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