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太阳能窗又升级！能自动变色发电，阴天还能透光亮，国内建筑太需要了

发布时间：

2026-03-04 00:00

太阳能窗又升级！能自动变色发电，阴天还能透光亮，国内建筑太需要了

新型光伏技术

今天要给大家介绍一个超实用的太阳能新发明 —— 美国能源部下属的国家可再生能源实验室（NREL），研发出了一种能变色的光伏窗。这窗户不仅能高效把太阳光转换成电，还能根据阳光自动调节状态，有太阳的时候会从透明变成 tint 色，没太阳的时候又能变回去，特别智能。

这种技术能实现，全靠两种先进材料：钙钛矿和单壁碳纳米管。它的核心原理是靠热量来触发变化，当温度升高，窗户就会慢慢变暗，同时开始发电；而让它变色的关键，是一种叫甲胺的分子，这种分子能可逆地 “钻进” 或 “钻出” 窗户的装置里。具体来说，当太阳光把装置晒热，甲胺分子就会被 “赶” 出去，窗户就变暗了；等太阳落山、装置冷却下来，甲胺分子又会重新 “钻” 回去，窗户就恢复透明了，整个过程特别灵活。

咱们来看看实际测试的数据，NREL 做的这个演示装置，在透明状态（也就是没被晒暗的时候），能让太阳光谱里可见光部分的 68% 透过去，屋里照样亮堂；而当它开始变色，只需要晒 3 分钟左右，透光率就会降到只剩 3%，既能挡住强光，又能全力发电。对比一下现在市面上的太阳能窗，大多都是固定状态的 —— 要么为了多发电少透光，要么为了多透光少发电，很难兼顾。

NREL 的科学家兰斯・惠勒就说：“普通窗户和太阳能电池之间，一直有个很难调和的矛盾 —— 想做好窗户就得牺牲发电，想做好发电就得牺牲窗户功能。但我们这技术解决了这个问题，太阳大的时候它是高效太阳能电池，没太阳的时候它就是好用的普通窗户。” 这句话真说到点子上了，咱们国内很多写字楼、居民楼，夏天怕晒又想采光，冬天想透光又怕热量流失，这种能自动调节的窗户，刚好能解决这些痛点。

而且这个技术的发电效率也不低，他们团队把相关研究成果发表在《自然・通讯》上，里面提到这个原型装置的太阳能转换效率能达到 11.3%。惠勒还补充说：“现在市面上也有一些热致变色技术，但没有一种能把吸收的能量转换成电，咱们这个是真的实现了‘一变两用’。” 参与这项研究的还有 NREL 的其他几位研究员，大卫・摩尔、雷切尔・艾利等人，都是这个领域的专家。

不过目前这个技术还有个小问题，在测试中，1 平方厘米的演示装置反复切换 “透明 - 变色” 状态时，性能会慢慢下降。比如切换 20 次之后，效果就不如刚开始好了，原因是窗户里那个能切换状态的图层结构发生了变化。现在研究团队已经在针对这个问题发力，重点改进它的循环稳定性，争取让它能长期反复使用，毕竟要用到建筑或汽车上，耐用性肯定得过关。

其实早在去年，NREL 就已经开始探索这个技术的商业化路径了。他们参与了一个为期两个月的 “能源创新团队” 项目，这个项目会把研究员和行业导师配对，一起搞清楚客户到底需要什么，再想办法把技术推向市场。当时惠勒和实验室里负责窗户技术的罗伯特・特南特（他也是这篇研究的合著者）组成了团队，还给这个技术起了个产品名，叫 “SwitchGlaze”，专门为它制定了市场策略。这个项目的资金，是美国能源部建筑技术办公室下属的新兴技术项目提供的，可见官方也很看好它的潜力。

从咱们国内的情况来看，这个技术真的太实用了。现在不管是新建的写字楼、住宅小区，还是商场、学校，都在追求绿色节能，既要采光好，又要能隔热省电，还想利用新能源。这种光伏窗刚好能满足这些需求 —— 夏天太阳大的时候，它变暗遮阳，还能发电；阴天或冬天，它变透明透光，不影响室内亮度。而且它的应用场景不止建筑，惠勒说未来还能装在汽车上，窗户发的电可以给手机充电，或者给车上的电子设备供电，比如风扇、雨水传感器，还有能自动开关窗户的电机，完全能按设定好的程序工作。

想象一下，以后咱们国内的高楼大厦，窗户既能当 “发电机”，又能自动调节透光，不用再额外装遮阳帘，还能省下不少电费；汽车窗户也能帮忙供电，不用总依赖车载电池。关键是它解决了传统太阳能窗 “要么发电要么透光” 的难题，实用性拉满，要是后续能解决稳定性问题、降低成本，在国内推广开来肯定特别受欢迎，对咱们实现 “双碳” 目标、推进绿色建筑发展，都会是很大的助力。