现在，太阳能电池板已不再仅用于屋顶——一些建筑物的正面甚至都安装这些发电结构。但随着越来越多的建筑和公共空间采用光伏技术，其单调的黑色可能会让旁观者感到不安。现在，研究人员已经发明了一种太阳能电池板，这种电池板可以呈现出五颜六色的色彩，同时产生的能量几乎与传统电池板一样高效。
太阳能电池板通常是深黑色的，因为它们的作用是吸收光，而红色汽车看起来是红色的，因为表面反射红光而不是吸收它。因此，大多数给这些设备-太阳能电池添加其他颜色的设计都会降低它们吸收光线和发电的能力。一种有效的方法是使用结构颜色源，利用微观形状仅反射非常窄的、选择性的部分光，如蝴蝶翅膀上的鳞片。然而，以前尝试的结合结构颜色的技术使面板具有彩虹色这是我们不期望的，或者大规模应用成本高昂。因此，相关研究人员想开发一种利用结构材料给太阳能电池板着色的方法，这种结构材料易于使用，成本低廉，并能保持其高效生产能源的能力。
图：光子玻璃使太阳能电池板变成彩色的，同时保持了它们高效产生能量的能力。来源： ACS Nano
研究小组在太阳能电池表面喷涂了一层称为光子玻璃的材料。玻璃是由一层薄而无序的介电显微硫化锌球体构成的。虽然大多数光可以通过光子玻璃，但根据球体的大小，选择性的颜色会反射回来。利用这种方法，研究人员制作了蓝色、绿色和紫色的太阳能电池板，但发电效率仅从22.6%降至21.5%。他们还发现，使用这种光子玻璃层制造的太阳能电池板在标准耐用性测试期间保持了其颜色和性能，并且可以扩大制造规模。研究人员计划探索使颜色更饱和的方法，以及实现更宽颜色范围的方法。
[1] Zhenpeng Li, Tao Ma, Senji Li, Wenbo Gu, Lin Lu, Hongxing Yang, Yanjun Dai, Ruzhu Wang. High-Efficiency, Mass-Producible, and Colored Solar Photovoltaics Enabled by Self-Assembled Photonic Glass. ACS Nano, 2022; 16 (7): 11473 DOI: 10.1021/acsnano.2c05840
