科技日報北京5月19日電 （記者張佳欣）試想這樣一種場景：汽車窗戶在陽光照射下就能為車輛充電﹔智能眼鏡的鏡片也能捕獲光能，“變身”發電單元，驅動內置電子設備。如今，這些設想有望因新加坡南洋理工大學科學家成功研發的半透明超薄鈣鈦礦太陽能電池而變為現實。該電池的厚度約為人類發絲直徑的1/10000、傳統鈣鈦礦太陽能電池的1/50。盡管極其輕薄，這種器件的光電轉換效率卻達到了目前超薄鈣鈦礦太陽能電池中的領先梯隊。相關成果發表於新一期美國化學會《ACS能源快報》。

研究人員表示，建筑環境約佔全球能源消耗的40%，因此將建筑表面轉化為發電單元具有重要意義。該鈣鈦礦電池可在較低溫度下制備，並可調控吸收光譜實現透明度與發電效率之間的平衡，同時具備大面積制備潛力，有助於降低整體碳足跡。

與傳統硅基太陽能電池不同，該器件在間接光與漫射光條件下同樣能穩定工作，更適用於高層建筑密集、直射光受限的城市環境。研究人員估算，如果該技術實現規模化應用，大型玻璃幕牆有望被改造為“發電立面”，年發電量可達數百兆瓦時，相當於約100戶四房式組屋的年用電量。

在制備工藝方面，研究採用了“熱蒸發”真空沉積技術，將原材料在真空環境中加熱蒸發后沉積成薄膜，從而形成均勻超薄的鈣鈦礦吸光層。該方法不使用有毒溶劑，同時有助於減少材料缺陷，提升光電轉換效率。

實驗結果顯示，當鈣鈦礦層厚度為10納米、30納米和60納米時，不透明器件的光電轉換效率分別約為7%、11%和12%。在半透明器件中，約60納米厚度的樣品可實現7.6%的轉換效率，同時允許約41%的可見光透過，使其在採光與發電之間取得平衡。

研究人員指出，這種太陽能電池具備半透明、顏色中性的特點，未來或可直接嵌入建筑窗戶、玻璃幕牆以及可穿戴電子設備中，在不明顯改變外觀的情況下實現發電，拓展了能源利用方式。