中国研究人员取得创新成果，发明出一种透明、无色、单向的太阳能聚光器，可直接涂在标准窗玻璃上收集阳光，且不改变窗户外观。该技术由江苏省南京大学的一个研究小组设计，采用具有亚微米横向周期性的胆甾型液晶(CLC)多层膜。
据科学家介绍，这种独特的衍射型太阳能聚光器(CUSC)能选择性地将阳光引导至安装光伏(PV)电池的窗户边缘。南京大学研究员、研究第一作者张德伟博士称，通过设计胆甾型液晶薄膜结构，创建了一个选择性衍射圆偏振光的系统，能以陡峭角度将其引导到玻璃波导中。
与传统发光或基于散射的聚光器不同，新的CUSC可提供宽带、偏振选择性衍射和高效波导，同时保持完整视觉清晰度，克服了传统聚光器视觉失真、效率低和可扩展性差的问题。张教授透露，该设备平均可见光透射率高达约64.2%，显色指数高达91.3%，能使高达38.1%的入射绿光能量在边缘处被收集。这些光学特性使涂层既能产生清洁能源，又能保持玻璃清晰自然，让窗户在视觉上与普通玻璃无异。
该团队还强调了系统出色的可扩展性。模拟结果显示，一扇标准6.5英尺宽(两米宽)的CUSC窗户可将阳光聚集到其正常强度的50倍，显著提升能量收集潜力。这种性能水平可使所需光伏电池面积减少高达75%，降低材料成本，为节能建筑带来新设计可能。
团队实验表明，直径一英寸的原型可在户外阳光下直接为一台10毫瓦(mW)的风扇供电。该系统还兼容高性能光伏电池，如能提高整体能量转换效率的砷化镓(GaAs)复合半导体。
南京大学计算机科学与技术系教授、通讯作者魏虎博士表示，CUSC设计在将太阳能技术融入建筑环境且不牺牲美观性方面迈出了一步。胡教授称，多层CLC薄膜采用光取向和聚合技术制备，可通过卷对卷生产工艺规模化生产，是一种切实可行且可扩展的碳减排和能源自给自足战略。
此外，该设计在长期环境暴露下表现出长期稳定性，可无缝升级到现有窗户结构上，是大规模可持续城市升级的实用解决方案。该团队计划提升技术宽带效率和偏振控制，还探索建筑以外的应用，如农业温室和透明太阳能显示屏，目标是将世界各地建筑物中的被动玻璃转变为主动、能产生能量的表面。该研究已发表在《PhotoniX》杂志上。
