近日，上海交通大學制冷與低溫工程研究所、太陽能發電及制冷教育部工程研究中心馬濤、代彥軍和王如竹等，聯合香港理工大學楊洪興教授和呂琳教授，在美國化學學會旗下期刊ACS Nano上發表了題目為 “High-Efficiency, Mass-Producible, and Colored Solar Photovoltaics Enabled by Self-Assembled Photonic Glass” 的研究論文，首次將光子玻璃（Photonic Glass）應用于彩色光伏中的顏色產生層，從而提出了一種新的低成本高效彩色光伏技術。論文第一作者為制冷與低溫工程研究所博士生李貞鵬，馬濤副教授和王如竹教授為共同通訊作者。

高效彩色光伏是推動建筑集成一體化光伏 (building-integrated photovoltaics, BIPV)大規模發展、實現零能耗建筑的重要技術。為此，需要采用對太陽輻射具有高透過率的材料并產生結構色。目前所采用的方法主要基于具有嚴格周期性的光子晶體以及光柵等結構，難以低成本規模化制備，這嚴重制約了高效彩色光伏的發展。本研究在單晶硅電池片上成功制備了基于分散介電微球的光子玻璃層，利用光子玻璃的選擇性光學反射特性實現了低效率損失，同時基于其自組裝特性實現了快速低成本制作，為高效彩色光伏的低成本制備提供了一種新的技術路徑。

論文對光子玻璃在光伏電池上的自組裝過程、顏色產生機理及其對電池效率的影響等進行了分析，并展示了具有不同色調、且效率相對損失低于5%的彩色電池片。研究人員采用與商業化組件同樣的封裝設備與過程，制作了效率超過21%的彩色光伏組件，并通過加速老化測試驗證了其長期穩定性。通過展示全尺寸組件（輸出功率大于108 W） 以及更高亮度的彩色光伏組件，論文進一步證明了該技術在實際應用中的可行性。

彩色光伏組件的外觀、反射率、電學性能以及耐候性測試
 

該論文被美國科學促進會(AAAS)主辦的全球科學新聞發布平臺Eurekalert!，以及ScienceDaily等媒體報道。