关于发电，通常我们第一个想到的就是火力发电，也就是煤炭发电，我们可以看到煤电厂高高的烟囱，冒着黑色浓稠的烟雾在不停地朝天空喷发着。如果没有在这些发电厂周边居住过就不会知道，在电厂周边居住的人群往往会察觉到自己生活的地方经常会有一层灰色的颗粒飘落在自己的身边，不管是室外还是室内，都有一层灰色的颗粒。而现在天气污染严重，在这种情况下，火力发电在环保方面呈现出一些问题。

而其它的发电方式就是我们经常在新闻上看到的，水力发电和风力发电。水力发电就是在奔腾的河流上建一条发电的大坝，将水拦住，用水的势能转换成电能。而风力发电就是用风的动能转换成电能。这些发现的模式都有一个特点就是，资源成本太高。无论是建造大坝还是建风电场都需要高昂的成本，而且对生态问题有着一定的影响，毕竟大坝的蓄水占地问题，和风电场对风力的阻拦问题都是有着不少的质疑的。

那么有没有一种成本低，大家都可以自己自发的发电的设备？居民自己发电自己用？或许有很多人想到，太阳能发电？但如果在自己家的屋顶上建一个太阳能发电板，这也是一笔不小的成本投入，很多个人家庭是不愿意使用的。效率不高也是导致太阳能发电无法大众化的一个原因。

现在有一种新的更加利益普及发展的太阳能发电技术——玻璃发电。

太阳能发电可说是当前最受欢迎的可再生能源技术，不少科学家为了扩大太阳能板的应用与范围，积极着手研究透明太阳能电池，欲将太阳能发电与建筑物相结合，让未来的楼房都变成虚拟电厂。

例如，日本Kaneka研发的半透明太阳能电池已安装于新国立竞技场上方，它由多层网状玻璃组成，且具有防火功能。于是大家脑洞大开：如果透明太阳能电池研制成功并商业化，这意味着城市建筑中的玻璃窗都可以被打造成太阳能电池面板，甚至是电子阅读器、平板电脑、智能手机和智能手表及平板玻璃屏幕都能够吸收阳光延长续航。

据了解，目前常见的矽晶太阳能板颜色为湛蓝色，对于重视建筑美学或住家外观环境的来说，在屋顶放置太阳能板薄有微词。新一代透明太阳能板或许能解决这些烦恼，它可以用作建筑物的窗户玻璃或天窗，吸收太阳光发电的同时还能保有光线与正常视野，这种发明或许将是改变建筑物、发电与城市面貌的先驱者。

曾有材料科学家在玻璃中嵌入光吸收薄膜，让玻璃成功变为发电设备，但玻璃面板仅吸收特定波长，玻璃会自带红色或棕色滤镜，无法在发电的同时满足光线射入与视野。因此，科学家们也在寻找新的材料来制造这种透明的太阳能电池，如有机太阳能等新型材料。

由有机聚合物或燃料制成的有机太阳能电池，由于不需要高耗能真空设备，制程以溶液涂布印刷为主，因此制造成本相对低，还具有低耗能、低碳优势；可根据不同化学配方与制程，让太阳能玻璃吸收不同波段的光、整透明度，或是制备成可挠模组，不仅有机会整合汽车、建筑物，也可以与穿戴式设备结合，拥有独特的优势。

不管是矽晶与有机太阳能结合，还是钙钛矿与有机太阳能结合，近年来各国科学家们都为能开发出可采光、隔热与发电的太阳能窗户而努力着：韩国蔚山国立科学技术研究院（UNIST）基于矽棒与柔软的透明聚合物，开发出弹性可伸缩的透明太阳能电池，转换效率达8％，且经过数10次弯曲测试后其性能仍可维持95％左右；2017年，美国国家实验室（NREL）研发出的半透明有机太阳能窗，光电转换效率可达11.3％。

近日，澳大利亚蒙纳士大学（Monash University）、联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的研究人员，通过钙钛矿太阳能电池与有机聚合物，研发出了一款便宜又稳定的半透明太阳能板，转换效率高达17％，相关研究成果已发表于《Nano Energy》杂志。

目前，钙钛矿太阳能电池已发展成为极具潜力的太阳能技术。由于结构稳定、体积小、生产成本低、绿色环保等优点，在短短数10年间已能与矽晶太阳能电池媲美，其应用比坚硬、缺乏弹性的矽晶太阳能电池更广。

据研究人员介绍，钙钛矿太阳能电池结构为阴极-电子传输层-钙钛矿的光吸收层（主动层）-电洞传输层-阳极，通常都采用Spiro-OMeTAD材料作为电洞传输层。而他们则使用了一种可以制成聚合物的有机半导体，来代替这一常用的太阳能电池材料，由此产生了惊人的效果。

通常屋顶型太阳能的转换效率介于15％~20％之间，新型半透明的电池转换效率为17％，但仍能透射10％以上的入射光，且每平方米可产生140W电力，两平方米的太阳能窗能产生的电量相当于一个标准的屋顶太阳能板。研究人员表示，这虽然会增加相应的成本，但却可以省下整栋楼的电费。

据悉，目前该研究团队正与澳大利亚玻璃制造商Viridian Glass携手合作，希望能将该研究成果转化成商业产品。他们表示，或许这还要花10年才能进入商业应用，但这种技术可提供新的创新与机会却是不容置疑的。

虽然，截至目前有关透明太阳能电池的研究已不在少数，但至今却仍未有跨入商业化应用的案例，究其原因：光电转换效率往往比较低，造价相对较高；没有先例装置记录可供参考，需要搞清楚如何闭合各个窗户太阳能的电源、维护运营方式、逆变器设备等实际问题等；需要前期投资以建立规模生产等。可见，透明太阳能电池距离大规模商业化应用仍有一段较远的距离。

延伸阅读：

近年来太阳能光伏发电技术十分火热，但仍然存在光电转化效率偏低的问题，批量生产转换效率根据材料不同，从8％到20％不等。在人口稠密的城区，即使把屋顶布满光伏发电板，也很难满足需求。

联想到城市里遍布的玻璃幕墙建筑，有人可能脑洞大开，如果把太阳能光伏板做成透明的，岂不是一举两得？这样既不影响采光，还能利用廉价的太阳能，为家用电器甚至新能源汽车充电。但问题是将光伏发电板做成透明状从工艺上实现很有难度。所以只能另辟蹊径。

实际上，在2015年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室与意大利米兰比可卡大学等单位的研究人员就研发了量子点涂层技术或太阳能聚光器技术。

原理是在玻璃窗上喷涂纳米粒子涂层，吸收一部分透射光，再以红外光的形式传导到窗户边框上的光伏电池上。该技术的光电转化效率可达1.9％，能够保持性能长达14年。而且向玻璃上喷涂也非常容易，只需一台机器喷涂，再将其铺开即可。

除此之外，这种涂层还具有过滤节能效果，在炎炎夏日能有效降低室内温度。

但涂了这种东西的窗户可见度发生变化，用户体验可能会有问题。

麻省理工（MIT）的创业公司Ubiquitous Energy对此技术进行完善，保持了玻璃无色、透明的特性。

近年，在荷兰举办的第十届“绿色挑战”科技发明奖，授予了创业公司Physee设计的发电玻璃窗PowerWindows。Physee的技术和前两者类似，都是通过一种特殊的外窗玻璃涂层，收集入射光，通过玻璃传送到窗框内的太阳能电池条。PowerWindows产生的电力不但可以自用，还可以并网。

另外，Physee还提供一款APP——EESY，可以帮助用户了解PowerWindows产生的电量，节省的电费和电池性能。PowerWindows是已商品化的产品，制造工艺严格符合相关专业标准。

据报道，PowerWindows的价格要比普通的窗户贵30％～50％，但根据计算，在3～5年的回报周期中，PowerWindows能够节约改建建筑50％的能源需求，而新建筑则能实现100％的能源自给。

Physee还结合智能家居理念，推出SamrtWindow产品。可以通过传感器测量外界温度，使建筑物智能调节，保持最适宜的温度。

作为试点项目，Physee在阿姆斯特丹Goede Doelen Loterij公司总部大楼的南立面安装PowerWindows，使该公司的600名员工的手机可以用PowerWindows产生的电力充电。

最近，Physee还准备在阿姆斯特丹的新建公寓楼BOLD安装1850平米的PowerWindows。这些居民将成为世界第一批享受全透明发电玻璃提供的电力的人。

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