哈佛大学研究人员近期开发出一种创新的太阳能收集器，通过水的蒸发和冷凝相变过程作为光学开关，无需传感器或芯片即可在夏季自动发电、冬季直接供热，解决了可再生能源在季节性需求匹配上的难题。

传统太阳能技术如光伏板和集热器通常功能单一，无法根据建筑需求灵活调整。这种新设备采用“双模式”设计，在炎热季节优先发电用于制冷，寒冷季节则提供热量。研究主要作者拉斐尔·凯指出：“切换能力是基于季节性建筑需求校准的，这些需求依赖于温度。”

该装置结构简单，由菲涅尔透镜、密封水腔和光伏电池堆叠而成。当环境温暖时，水保持蒸汽状态，产生折射率不匹配使透镜聚焦阳光到电池上发电；环境变冷时，水凝结成液体，减少折射不匹配，光线绕过电池转化为室内热量。在模拟波士顿气候的测试中，设备以15°C露点为基准，从五月到十月发电，十一月到四月供热。

性能数据显示，在供热模式下，系统能将约90%的入射阳光转化为热量，据称比传统光伏板搭配电加热器的效率高出约五倍。乔安娜·艾森伯格教授在新闻稿中表示：“这种可集成到天窗或外墙的组件，在炎热时期自然偏向发电，随着全球变暖下制冷需求增加，具有应用潜力。”

目前，固定安装方式导致设备在太阳角度不理想时默认进入供热模式，限制了效率。哈佛团队正研究策略以扩展两种模式的活跃时间，目标是开发可扩展、低成本组件，未来可应用于温室、车辆和建筑玻璃中，提升太阳能利用的灵活性和效率。