读这篇文章时，你能看到一扇窗户吗？
几个世纪以来，窗户一直遍布社会各处，为我们的住宅和工作场所带来自然光。但如果窗户还能发电呢？如果你家这扇不起眼的窗户也能帮你给手机充电，或者烧开水呢？
仅在美国，玻璃表面积就有50亿至70亿平方米；太阳能窗户将是利用太阳能的绝佳方式。我们的研究朝着这一目标迈出了一步，展示了如何制造既能让足够的光线透过、又能发挥窗户作用的太阳能电池板。
可再生能源的经济效益正变得越来越有利。在澳大利亚和世界许多其他地区，硅太阳能电池已经主导屋顶市场。屋顶太阳能发电正成为一种越来越便宜、高效的发电方式。
不过，硅组件虽然非常适合屋顶，却不透明且笨重。要设计适用于窗户的太阳能电池，我们必须跳出固有思路。
在屋顶安装太阳能电池板时，我们希望它尽可能多地吸收阳光，从而产生尽可能多的电力。对于窗户来说，吸收光线并将其转化为电力，与透过光线以便我们仍能看穿窗户之间，不可避免地需要权衡。
考虑可安装在窗户上的电池时，一个关键参数称为平均可见光透射率（AVT）。它指照射到窗户上的可见光（相对于红外线或紫外线等其他波长）中，穿过窗户并从另一侧射出的比例。
当然，我们不希望太阳能窗户吸收太多光线，以至于我们无法再向外看。我们也不希望它让太多光线透过，导致几乎无法产生太阳能。因此，科学家一直在寻找电气效率与高AVT之间的理想平衡。
电压的作用
一般认为，太阳能窗户的AVT达到25%才算合格基准。但让四分之一的光线穿过太阳能电池，会使其难以产生大量电流，这也是半透明电池迄今效率较低的原因。
不过要注意，电功率取决于两个因素：电流和电压。在我们最近的研究中，我们决定着重提高电压。我们仔细挑选了新型有机吸收材料，这些材料已被证明能在不透明电池中产生高电压。
将这些材料用于半透明太阳能电池时，电压也很高，因为大量透射光并未显著降低电压。因此，尽管与不透明电池相比，电流有所下降，但较高的电压使我们实现了高于以往半透明电池的效率。
进展至此，关键问题是：如果窗户由我们这种新型半透明电池制成，会是什么样子？
你看到的和我看到的一样吗？
如果你的朋友穿着红衬衫，你隔着窗户看他时，他的衬衫应该看起来仍是红色。这似乎显而易见，因为普通玻璃窗肯定会呈现这种效果。
但由于半透明太阳能电池会吸收可见光谱中的一部分光线，我们需要更仔细地考虑其显色性能。我们可以计算所谓的显色指数（CRI），以衡量电池准确呈现图像的能力。我们的研究表明，改变吸收层的厚度不仅会影响电池产生的电功率，也会改变其准确呈现色彩的能力。
另一种前景可观的方法，有望实现出色的CRI，即用一种能够吸收太阳能量、但吸收范围处于可见光范围之外的材料替代有机吸收材料。这意味着在人眼看来，这种电池会像普通玻璃一样，因为太阳能转换发生在红外范围内。
然而，这会限制电池能够达到的效率，因为它大幅限制了太阳能转化为电能的数量。
下一步是什么？
迄今为止，我们只在小规模原型阶段制造了这些电池。在制造大型高效太阳能窗户之前，仍有几道难关需要克服。尤其是，用于收集这些电池电荷的透明电极可能易碎，而且含有铟等稀有元素。
如果科学界能解决这些问题，大规模部署太阳能窗户将有助于增加可再生能源技术的发电量。
因此，太阳能窗户虽然尚未完全呈现在眼前，但我们已经离一睹其真容不远了。
