城市建筑里大量的玻璃幕墙，能不能变成节能和发电的主力军？近日，中国科学院上海硅酸盐研究所公布了两项重磅科研成果，为“碳达峰”“碳中和”目标的实现贡献科技创新的力量。

中科院上海硅酸盐所柏胜强正高级工程师、陈立东研究员团队和曹逊研究员、金平实研究员团队，与来自英国、德国的科学家合作，提出了基于“光—热—电”转换的节能发电窗技术，采用波长选择性吸收薄膜与热电器件耦合，将太阳热转化为电能。

利用建筑的窗户节能和发电，早就不是新鲜事。现有发电窗技术主要是将透明光伏电池与建筑玻璃相结合，但如此一来，发电效率提高了，窗户的透明度却大大降低。例如，超薄钙钛矿太阳能电池可以获得13.6%的高效率，但平均可见光透射率只有7%；冷光太阳能集中器呈现出88%的高透射率，但发电效率低于0.5%。

研究人员发现，多结太阳能电池有望成为保障透明度和提高发电效率的最佳组合，但由此产生的红外热负荷，可能导致器件可靠性降低、使用寿命短等问题。此外，透明光伏电池还受到诸如光损失、电损失、空气敏感性等问题的限制。

上海硅酸盐所针对上述问题，设计开发了“光—热—电”转换演示系统，将具有波长选择性吸收的薄膜集成在透明玻璃上。该薄膜允许可见光通过，透过率最高达88%，同时可以强烈吸收紫外线和红外线，并将其转化为热能。该系统兼具高效节能和透明发电优点，节能效果与低辐射玻璃相当。而且，它能够在环境温度下运行，可靠性高、寿命长、结构简单、易安装，可应用于建筑玻璃、高铁窗户、汽车窗户等领域。

近年来，全球建筑总面积大幅增长，建筑能耗逐年上升。据国际能源署统计，建筑及其相关能耗已占全球总能耗的1/3以上，建筑用能对全球二氧化碳排放的“贡献率”接近40%。因此，利用建筑物实现节能甚至发电，成为推动城市绿色发展的关键之一，对全面实现节能减排目标具有重要意义。

上海硅酸盐所近日发布的另一项科研成果，同样与太阳能利用有关。杨松旺研究员带领的团队，在印刷碳电极钙钛矿太阳能电池方面取得新进展。该团队针对碳电极/CsPbI2Br钙钛矿界面接触不良和能级失配的问题，提出使用炭黑纳米颗粒构建炭黑中间层，达到优化界面载流子提取的目的。

此外，研究团队还在前期小面积器件研究的基础上研制了125毫米×125毫米的大面积钙钛矿太阳能电池模块，并进行户外老化性能测试；建成了小型钙钛矿太阳能组件分布式发电示范系统，开展了户外实证条件下的实际运行数据收集与分析评价工作。

基于“光—热—电”转换的节能发电窗技术示意图与演示系统。中科院上海硅酸盐研究所供图