太陽發出的光（熱輻射）具有很寬的波長分佈（光譜）。單結太陽能電池（僅由一種半導體材料製成的太陽能電池）只能將短波長的光轉化為電能（注），因此長波長的光被浪費了。另一方面，多結太陽能電池是多個太陽能電池堆疊在一起，通過擴大可吸收的波長范圍，可以將各種波長的光轉換為電能。然而，多結太陽能電池製造難度大，生產成本高。

　Solar-TPV是一種光子到光子的波長轉換系統，其中太陽光通過太陽能選擇性吸收材料轉化為熱量，然後從波長選擇性發射器（一種能夠進行波長選擇性熱輻射的裝置）轉化為熱輻射。因此，需要在將吸收的太陽光能量無損失地僅傳輸至波長選擇性發射器之後，將光能有效地轉換為電能（光電轉換）。

　這次，我們提出了基於新概念（“熱輻射的光譜控制”和“一個方向的熱輻射傳輸”）的太陽能轉換和傳輸效率，並進行了新的光學和幾何設計。結果，我們成功設計並製造了太陽能選擇性吸收材料和波長選擇性發射器，預計熱輻射傳輸效率可達54%，光電轉換效率可達28%，發電效率達到5.1%，處於世界頂尖水平。

　該研究成果有望實現基於不同於多結太陽能電池概念的高效光伏發電。此外，認為這次提出的概念可以應用於與有效利用未使用能源相關的各個領域。

（注）晶體存在電子不能存在的區域（帶隙），普通半導體材料存在於長波長區域。