Τα φωτοβολταϊκά, ως άμεση τεχνολογία για τη μετατροπή του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια, διαθέτουν σημαντικές δυνατότητες αντιμετώπισης ολοένα αυξανόμενων περιβαλλοντικών προβλημάτων και την επιθυμία μείωσης της χρήσης ορυκτών καυσίμων. Η θερμική σταθερότητα των φωτοβολταϊκών αποτελεί μείζονα ανησυχία όταν εξετάζεται η εμπορευματοποίηση μεγάλης κλίμακας υπό συνθήκες όπου είναι δυνατή η υποβάθμιση της συσκευής λόγω λειτουργίας σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα υλικά αλλαγής φάσης (PCM) είναι πολλά υποσχόμενα για τη θερμική διαχείριση τέτοιων συσκευών λόγω της υψηλής λανθάνουσας θερμότητας και των εγγενών ιδιοτήτων μεταφοράς θερμότητας. Ωστόσο, μια μεγάλη πρόκληση στην εφαρμογή PCM στα φωτοβολταϊκά είναι η επίτευξη υψηλής ενεργειακής πυκνότητας διατηρώντας παράλληλα υψηλή πυκνότητα ισχύος, ειδικά με διαφορετικούς προσανατολισμούς της φωτοβολταϊκής συσκευής. Σε αυτή την εργασία, τα χαρακτηριστικά δυναμικής μεταφοράς θερμότητας ενός σύνθετου PCM με ενσωματωμένο μεταλλικό αφρό μελετώνται συστηματικά από ένα μοντέλο Boltzmann πλέγματος κλίμακας πόρων. Διαπιστώθηκε ότι ο ρυθμός τήξης των σύνθετων PCM μειώνεται δραματικά στο τελευταίο στάδιο τήξης, αφήνοντας μια περιοχή στερεού PCM («νεκρή ζώνη») για μεγάλο χρονικό διάστημα. Για να αντιμετωπίσουμε αυτό το ζήτημα, προτείνουμε μια ειδική, ανομοιόμορφη δομή για το σύνθετο PCM που έχει διαφορετικό πορώδες στη νεκρή ζώνη από ό,τι αλλού. Ο ρυθμός τήξης, η ενεργειακή πυκνότητα και η πυκνότητα ισχύος του σύνθετου PCM μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά προσαρμόζοντας το πορώδες του σύνθετου μεταλλικού αφρού. Για παράδειγμα, σε αριθμό Fourier 0,30, η ενεργειακή πυκνότητα μιας περίπτωσης με πορώδες νεκρής ζώνης 0,80 είναι 6,8% υψηλότερη από εκείνη με πορώδες νεκρής ζώνης 0,95. Αυτή η εργασία παρέχει μια αποτελεσματική στρατηγική για την εφαρμογή PCM για τη θερμική διαχείριση των φωτοβολταϊκών και ανοίγει έναν δρόμο προς τη βελτιστοποίηση των δυνατοτήτων αποθήκευσης ενέργειας των PCM υπό διάφορες συνθήκες εργασίας.