它看起来和普通窗户玻璃没有两样，但是却拥有太阳能电池板的功能。

没错，这是太阳能技术的一大突破——太阳能窗（Solar Windows）。这项由瑞士科学家创造的透明面板使用了染料敏化太阳能电池（Dye-sensitized Solar Cells, DSCs）组成，属于第二代太阳能电池技术的一部分。

什么是染料敏化太阳能电池（DSC）？

1991年，来自瑞士洛桑联邦理工学院（École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL）的Michael Gratzel教授和Brian o’Regan博士发明了DSC，并受到赞扬。这也是为何DSC被称为Gratzel Cell（GCell）的原因。

瑞士科技会议中心 （照片来源：EPFL）

2012年，瑞士科技会议中心（SwissTech Convention Center）安装了5种不同色调的红色、绿色和橙色DSC透明窗户，成为世界上第一座使用DSC尖端科技的公共建筑。

哥本哈根国际学校（照片来源：维基百科）

2017年，哥本哈根国际学校（Copenhagen International School）加入DSC潮流，建立一座被蓝色透明太阳能电池板覆盖的新建筑。该建筑配备了12,000个电池板，每年能够提供约300兆瓦时（megawatt hours）的电力，是学校所使用能源的一半以上。

DSC如何运作？

DSC采用了植物光合作用的原理。正如其名字所述，DSC的神奇成分是“染料”，一旦暴露在光下就会产生电力。

• DSC电池板上涂有染料；
• 当光照射到染料时，染料捕获光中的光子；
• 然后，来自光子的能量被用来激发电子，这就是叶绿素在光合作用中的原理；
• 电子被注入一种称为二氧化钛（Titanum Dioxide）的白色颜料中，这是白漆中常见的颜料；
• 然后，电子被纳米结晶二氧化钛从原本的二氧化钛中拉出；
• 电池板中的电解质关闭电路，使电子回到染料中。

电子的移动产生能量，可被收集储存在可充电电池或其他的电子设备中。

DSC和传统太阳能电池板有什么不同？

DSC透明面板科技如何帮助实现净零排放？

DSC透明太阳能电池板具有巨大的潜力。显然，它们非常适合用作家庭、办公室或汽车的窗户，以实现再生能源使用。试想想，如果将这项科技用于世界各地的摩天大楼，其效果肯定让人惊叹不已。届时，每座有窗户的高楼大厦都可以变成名副其实的太阳能发电厂。

美国密歇根州立大学（Michigan State University）的一个太阳能团队预测，DSC透明面板科技或许能够产生整个美国所需能源的约40%。如果DSC透明面板与安装在屋顶上的传统面板结合起来，太阳能科技就有可能产生足够的能量来满足100%的需求。

目前，DSC的轻量级版本已经在大规模销售，一般用于便携式设备供电的商业用途，如耳机等较小的物品，也可使用环境光为物联网（Internet of Things, IoT）中的组件供电。

随着越来越多的研发使DSC变得更加高效，这些透明面板也许在不久的将来就可供公众使用，但具体时间依然没人能说得准。

照片来源：GCell