Treehugger 从不喜欢玻璃塔的建筑，甚至称它们为“能量吸血鬼”。但是其他人通过不同的技术看到它们的建筑并将它们想象为电源。现在，密歇根大学的研究人员开发了一种应用于窗户玻璃的有机光伏 (OPV)，其效率高达 8.1％，透明度为 43％，尽管只有轻微的绿色原始，但“更像太阳镜和汽车窗户的灰色”。
一段时间以来，有机太阳能电池一直是被认为光伏的未来。它们基本上是印在塑料上的有机化学品。问题在于，与晶硅太阳能电池板的预计寿命 25 年相比，它们的能量效率要低得多，而且使用寿命不长，因为它们在暴露于湿气和氧气的情况下会分解，因此使用寿命不长，大约为 5 年。其他研究人员已经弄清楚了如何处理其降解问题，现在研究科学家李永熙声称“平衡多种权衡，以同时提供良好的阳光吸收、高电压、高电流、低电阻和颜色中性透明度时间。”
这种新材料是一种有机分子的组合，这些有机分子被设计成在可见光中透明并在近红外线中吸收，近红外线是光谱的不可见部分，占阳光中的大部分能量。此外，研究人员开发了光学涂层，以提高红外光产生的功率和可见光范围内的透明度——这两种品质通常相互竞争。
几年前，当作者写一篇关于电动车窗的早期尝试时，他抱怨说这是一个愚蠢的想法。最好的窗户节能效果不如保温最差的墙提，玻璃不应该超过墙体面积的 40％，我们最好用 20％ 的高效硅板覆盖 60％ 的实心墙，而不是花费更多成本来仅仅获得 3％ 到 5％ 的收益。我还抨击全玻璃建筑，称它们为热力学和美学犯罪，引用芝加哥建筑评论家布莱尔卡明的话：可以肯定的是，玻璃象征着现代性，它的透明度对于那些渴望全景的人来说是不可抗拒的，而且它往往比砖石便宜。然而，就没有更持久、更有特色、更节能的材料了吗？
但是，当玻璃吸收所有使玻璃建筑物过热的红外能量并将其转化为电能时会发生什么？或者如果透明太阳能电池板是双层、三层或真空玻璃？Witold Rybczynski也抱怨全玻璃建筑：透明玻璃的问题在于它没有遮挡，没有遮挡就没有“体积游戏”。由于极简主义的现代主义建筑不提供装饰或装饰，因此没什么可看的。
但如果玻璃正在发电，你就不需要遮挡。您需要尽可能多的平坦表面积。
不喜欢全玻璃建筑的原因有很多。RDH Building Science的 Marine Sanchez 解释了他们如何不适合工作或生活。
与居住者交谈，而不是与设计空间的人交谈。整个玻璃幕墙并不是人们所追求的。如果您在办公室并且一整天都在眩光，那么这些条件还不够充分。隐私！如果是你的卧室，它对所有邻居都开放。或者，如果你在工作，穿着裙子，每个人都能看到你。这就是要考虑的问题。
高线公园的哈德逊广场
就在本周，作者正在与一位建筑顾问交谈，他想为全玻璃建筑创建一种@mcmansionhell 推特供稿，让继续设计这些“热和美学犯罪”的建筑师尴尬。但作者想知道如果他们是能源供应商而不是吸血鬼，我们的故事是否必须改变，如果它是一个高质量的窗户，可以过滤掉热量，并且实际上是一个有效的太阳能电池板，可以产生有用的电量。下面我们开始一个关键的问题：传说中的太阳能窗户如何工作？
太阳能窗是具有光伏特性的玻璃板。这使得太阳能窗户不仅可以让光线进入建筑物，还可以吸收太阳能并将其转化为电能。
虽然仍处于开发阶段，但太阳能窗户是向清洁能源过渡的一项有前途的技术。与太阳能屋顶和太阳能涂料等其他类型的建筑集成光伏 (BIPV) 一样，太阳能窗户被集成到建筑物的结构中，而不是添加到建筑物的结构中。
太阳能窗户如何工作
虽然传统的太阳能电池板通常是深色的，以吸收尽可能多的阳光，但传统的窗户需要是透明的。因此，太阳能窗户的开发商需要让光线进入并产生足够的电力，以使其制造和安装具有成本效益。许多潜在的太阳能窗户解决方案仍处于研发阶段，而一些最近已进入市场。
水墨与胶片
在制造过程中或在现有窗户上加装光伏油墨或薄光伏薄膜。NEXT Energy Technologies生产一种由有机半导体材料制成的透明光伏墨水，可以直接打印到窗户上。相比之下，Solar Window Technologies生产涂有光伏液体的柔性玻璃薄片，旨在安装在现有的摩天大楼窗户上。
微型面板和灯罩
小型传统光伏“微型面板”放置在窗户的四个侧面或角落，以免阻挡大量光线。完全不透明或半透明的“太阳能百叶窗”，例如由SolarGaps销售的那些，将微型面板的想法更进一步，微型太阳能面板能够旋转以跟随太阳的路径，同时它们还可以用作窗帘。
窗格之间的夹层
双窗格窗户是在两个窗格之间使用晶硅太阳能电池制造的。EnergyGlass生产透明的有机纳米颗粒夹层，夹在两层玻璃之间。额外的层还提供比单窗格或双窗格窗户更多的绝缘，因此太阳能窗户可以在发电的同时降低加热和冷却成本。
量子点
量子点是植入玻璃本身的纳米级光伏电池。量子点技术使用透明纳米晶体（本质上是微小的玻璃珠）和量子力学将太阳能转化为电能。
量子点不是吸收可见光（从而减少通过窗户的光量），而是转换不可见的紫外线，它比可见光包含更多的能量。吸收紫外线还可以减少其对人类和家具的有害影响。1植入窗户的量子点也可以将红外光重定向到光伏电池，尽管红外光比可见光包含更少的能量，使其成为一种效率较低的电力转换器。
太阳能窗市场
太阳能玻璃技术仍在不断发展。目前，开发商仍在努力使太阳能窗户经济实惠——无论是对制造商还是消费者。包括 NEXT Energy Technologies 和 SolarGaps 在内的初创公司通常依靠政府的研发支持将其产品推向市场。NEXT Energy Technologies 在加利福尼亚州弗里蒙特的第一个示范项目于 2022 年 4 月宣布，得到了加利福尼亚能源委员会300 万美元的资助，而 SolarGaps 则获得了欧盟的资助。 就像每一项新技术一样，并不是每一种产品都能成功。荷兰可持续建筑技术开发商Physee于 2017 年在一家荷兰银行安装了 PowerWindows 作为试点项目。然而，每个窗户只能产生足够的电力来同时为多部智能手机充电。在开发和营销其他创新技术的同时，Physee 尚未将 PowerWindows 推向市场。
太阳能窗户的未来
窗户玻璃的制造是一个价值数十亿美元的行业，新建筑建设为太阳能玻璃开发商提供了诱人的机会。根据美国人口普查，仅在美国，每年就有大约 180 万套新房开工建设。自 2020 年 1 月以来，加州所有新建住宅都必须使用太阳能光伏发电——这是一个每年有超过100，000 套新住宅的潜在市场。
使改造高效和经济可能更为重要。根据 IPCC 的数据，建筑物约占温室气体排放量的 16％，主要来自供暖和制冷。建筑 2030的一项研究预测，到 2040 年，三分之二的建筑将是今天存在的建筑——这意味着改造现有建筑对于缓解气候变化的斗争至关重要。无论是在新建筑中还是在改造中，太阳能窗户都需要在实现一切电气化的过程中发挥至关重要的作用。