意大利国家研究委员会推出4T光谱分光双面光伏瓦
意大利国家研究委员会（CNR）研究团队展示了一款四端子（4T）光伏瓦，其设计思路是借光谱分光技术将太阳光谱按波段分开处理：可见光被导入砷化镓（GaAs）电池，红外辐射则进入双面硅电池，两类电池各司其职。
这套系统在光学层面的核心是一个楔形直角玻璃棱镜。论文第一作者Floriana Morabito向pv magazine介绍，光学核心把顶部表面的全内反射（TIR）与反射镜上的二向色反射结合在一起，起到光导的作用。通讯作者Silvia Maria Pietralunga补充说，方案中的双面窄带隙（NBG）硅电池背面朝南，有利于收集来自地面的反照率辐射；宽带隙（WBG）砷化镓电池按90度方向布置，则让土地占用和组件自遮阳都降到较低水平。
该成果以“具有非常规双面能力和最小化遮阳的4 T光谱分光光伏瓦的实验验证与数值评估”为题发表在期刊《太阳能》（Solar Energy）上。样机围绕肖特（Schott）N-BK7玻璃制成的直角楔形棱镜搭建，集成了2.0厘米×2.0厘米、效率20%的砷化镓电池，以及6.8厘米×2.0厘米、效率约24%、双面率90%的双面硅异质结（HJT）电池；棱镜底面和背面覆盖了抗反射涂层。
光谱拆分由互相补足的长通和短通二向色镜承担。两块反射镜被置于45度入射角，截止波长为805纳米，该数值正好落在硅电池和砷化镓电池外量子效率曲线的交点附近，因此可以把光谱各段送到目标电池。
研究人员用树脂3D打印做了一个两件式支架，把棱镜、反射镜、硅电池和封装好的砷化镓电池整合到一起。由于棱镜、反射镜和电池之间的气隙难以避免，实际组装出的原型与理想光学设计存在出入，表现为额外的光学损耗。
户外性能测试放在意大利卡塔尼亚的CNR-IMM实验室进行，场地是一处陶瓷地板露台。测量基本遵循IEC 60904-2标准原则，但团队表示，4T结构与传统组件不同，做不到完全达标。实验安排在2025年5月下旬到7月中旬的四个晴天，观测窗口为上午9点至下午5点。三个太阳总辐射表以5秒为间隔，分别记录水平总辐照度、倾斜前侧辐照度以及背面到达的反射辐照度；另有两台光谱辐射计在300纳米至1100纳米波长范围内测量水平总光谱辐照度和直接法向光谱辐照度。
研究人员还拿原型的实测数据与理想条件的模拟结果做了对比。理想设备在较宽的入射角范围内仍能保持超过90%的光功率比，而制造出的原型最高只有62%左右。户外测量中，硅电池的归一化电流在全天相当平稳，峰值落在太阳正午前后，光伏瓦更贴近地面时还会略微提升；砷化镓电池对离地高度并不敏感，但由于角度宽容度更小，输出在全天的起伏更大，峰值同样出现在正午前后。
Morabito说，户外条件下，对效率为23%的双面硅电池而言，北纬37°30'夏至前后的早晨和傍晚，实测光电流明显提升约7%。最大光电流不随离地高度变化，双面运行的最佳增益对应19厘米离地高度。测试结果指向一个结论：4T架构能够在减小自遮阳的同时，更充分地利用地面反射辐射，双面运行在相对较低的安装高度下收益更多。
Pietralunga表示，从全球角度看，这款4T方案或许具备经济可持续性——单位面积出力更高，所用机械支撑又属于低影响的类型。她认为当前挑战的解决前景可期，进一步改良的空间较大，未来不久有可能打开可行的市场机会。
