Photovoltaik als direkte Technologie zur Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität bietet erhebliches Potenzial zur Bewältigung zunehmender Umweltprobleme und zur Reduzierung der Nutzung fossiler Brennstoffe. Die thermische Stabilität der Photovoltaik ist ein wichtiges Kriterium für eine großflächige Kommerzialisierung unter Bedingungen, bei denen eine Gerätedegradation durch Hochtemperaturbetrieb möglich ist. Phasenwechselmaterialien (PCMs) sind aufgrund ihrer hohen latenten Wärme und ihrer inhärenten Wärmeübertragungseigenschaften für das Wärmemanagement solcher Geräte vielversprechend. Eine große Herausforderung bei der Anwendung von PCMs in der Photovoltaik besteht jedoch darin, eine hohe Energiedichte bei gleichzeitig hoher Leistungsdichte zu erreichen, insbesondere bei unterschiedlichen Ausrichtungen des Photovoltaikgeräts. In dieser Arbeit werden die dynamischen Wärmeübertragungseigenschaften eines PCM-Verbundwerkstoffs mit eingebettetem Metallschaum systematisch mithilfe eines Poren-Gitter-Boltzmann-Modells untersucht. Es zeigt sich, dass die Schmelzrate von PCM-Verbundwerkstoffen im späten Schmelzstadium drastisch abnimmt, sodass für lange Zeit ein Bereich aus festem PCM („Totzone“) verbleibt. Um dieses Problem zu lösen, schlagen wir eine spezielle, ungleichmäßige Struktur für das PCM-Verbundwerkstoff vor, die in der Totzone eine andere Porosität aufweist als anderswo. Schmelzrate, Energiedichte und Leistungsdichte des PCM-Verbundwerkstoffs können durch die Anpassung der Porosität des Metallverbundschaums deutlich verbessert werden. Beispielsweise ist die Energiedichte bei einer Totzonenporosität von 0,80 bei einer Fourierzahl von 0,30 um 6,8 % höher als bei einer Totzonenporosität von 0,95. Diese Arbeit bietet eine effektive Strategie für den Einsatz von PCMs im Wärmemanagement von Photovoltaikanlagen und ebnet den Weg zur Optimierung der Energiespeicherfähigkeit von PCMs unter verschiedenen Betriebsbedingungen.