太陽光を直接電気に変換する太陽光発電は、深刻化する環境問題や化石燃料の使用削減への要望に応える大きな可能性を秘めています。高温動作によるデバイス劣化の可能性がある状況下での大規模商用化を検討する場合、太陽光発電の熱安定性は大きな懸念事項となります。相変化材料（PCM）は、高い潜熱と固有の熱伝達特性により、このようなデバイスの熱管理に非常に有望です。しかし、PCMを太陽光発電に適用する上での大きな課題は、特に太陽光発電デバイスを様々な方向に配置した場合に、高出力密度を維持しながら高エネルギー密度を達成することです。本研究では、金属フォームを埋め込んだ複合PCMの動的熱伝達特性を、細孔スケールの格子ボルツマンモデルを用いて体系的に研究しました。その結果、複合PCMの融解速度は融解後期に劇的に低下し、長時間にわたり固体PCM領域（「デッドゾーン」）が残ることがわかりました。この問題を解決するため、我々は、デッドゾーンの多孔度を他の部分と異なるようにした特殊な不均一構造の複合PCMを提案する。複合金属フォームの多孔度を調整することで、複合PCMの融解速度、エネルギー密度、および出力密度を大幅に向上させることができる。例えば、フーリエ数が0.30の場合、デッドゾーンの多孔度が0.80の場合のエネルギー密度は、デッドゾーンの多孔度が0.95の場合よりも6.8%高くなる。本研究は、太陽光発電の熱管理にPCMを適用するための効果的な戦略を提供し、様々な動作条件下でPCMのエネルギー貯蔵能力を最適化する道を開くものである。