又要采光又要透光——太阳能窗户能实现吗？

credit: 123RF

当我们渐渐地不把煤和天然气等化石燃料作为能源时，有种更好地生产能量的方式：采集、使用阳光。随着太阳能电池板越来越便宜、高效，全世界都正在建造新的太阳能发电场。

我们所生产的能量大部分都用于城市，但城市的太阳能发电面临着一个特有的问题——城市的建筑太高了。大部分太阳光照射在建筑物的侧面，即窗户所在的位置，而不在楼顶(太阳能电池板通常安装在楼顶)。

credit: 123RF

我们可以用太阳能电池板替代玻璃窗户，可那样做的代价是，我们将失去良好的采光环境。于是，一批研究人员计划着建造集玻璃窗户和太阳能电池板于一体的窗户。

最初，“太阳能电池板窗户”听上去有些自相矛盾。毕竟，太阳能电池板的作用是吸收光，而窗户的作用则是让光透过。窗户和太阳能电池板基本上是截然相反的。然而，研究者们使用量子力学独特的技巧，使鱼与熊掌可兼得。

研究者们建造了一个装有量子点的玻璃板(量子点是准零维的纳米材料，由少量的原子所构成)。当太阳光子遇到量子点，量子点会吸收太阳光，并以不同的频率发射出更多的光子。新光子则会通过内部反射传送到整块玻璃和量子点层，最终到达玻璃边缘，被那里的太阳能电池吸收。

由于量子点小而分散，故而大部分光线得以穿过，但有足量的光到达玻璃边缘，并产生一些电。目前，这些太阳能电池板窗户的效率远远不够为一部手机供电，但是经过几年的改进后，太阳能电池板窗户可能会值得为我们所用。

一旦“太阳能电池板窗户”投入使用，城市里的摩天大楼就有理由把普通的玻璃窗户换成利用太阳能电池板发电的窗户了。几年后，我们可能都需要透过太阳能电池板玻璃向外看。

本文译自 popularmechanics，由 金桔枫 编辑发布。