西班牙研究人员近日开发出一款具有主动采光管理功能的发电光伏窗系统。据悉，该装置通过全面收集窗口区域的直射光，可实现高功率密度输出。
马德里理工大学科研团队创新性地设计出建筑一体化光伏（BIPV）模块，其兼具智能遮阳功能——在阻隔直射强光的同时，仍能维持建筑内部自然采光需求。项目首席研究员阿尔穆德娜·加西亚·桑切斯向《光伏杂志》阐释："传统半透明光伏组件往往需要在发电与采光之间做出妥协，而我们的设计创新在于仅将直射光转换为电能，同时将柔和的漫射光导入室内。这种无眩光自然采光方式大幅提升了使用舒适度，相较传统半透明BIPV组件形成的高对比度光斑阴影模式具有显著优势。"
这项发表于《太阳能材料与太阳能电池》期刊的研究成果显示，该模块融合了非对称微聚光光学结构与平面集成追踪系统。其核心在于配置可移动背板的太阳能电池条阵列，通过高效捕获聚光直射实现发电。桑切斯进一步说明："基于微聚光光伏（CPV）技术路线，系统在保持漫射光透射实现采光功能的同时，显著提升了功率密度。"
模块正面采用单层或双层玻璃设计，其上通过紫外纳米压印技术（UVNIL）制作线性菲涅尔透镜作为主光学元件。这些透镜将直射辐射聚焦至背板上的太阳能电池条，并配合次级光学元件（SOE）提升系统角度容差。透明背板则负责传输低眩光漫射光，而微追踪系统通过位移电池条避开焦点位置，允许直射光透射。
通过这种创新设计，系统可在高透光与低透光模式间自由切换或进行梯度调节。"该模块适用于建筑围护结构中需要半透光效果的部位。"研究团队强调，"可集成于水平屋顶构件或无需直接观景的垂直立面构件中。"相较于传统半透明BIPV组件需要间隔排布电池以维持透光率，新系统通过全口径直射光收集确保了高功率密度输出。
基于微CPV的半透明智能BIPV组件概念示意图
在产业化前景方面，科研人员指出："光学结构已针对紫外卷对板压印工艺进行优化，具备低成本、大批量生产潜力。系统在广入射角范围内保持70%以上的光学效率，确保全年各时段的高效发电性能。"目前该团队已就这项BIPV创新技术提交专利申请。
桑切斯特别强调："系统支持根据用户需求或环境条件主动调节直射光透射量，这是传统半透明组件无法实现的。这项突破性技术将有效解决现有太阳能玻璃及半透明光伏建材面临的多重技术瓶颈——包括透射光线不可控、直射环境下产生眩光、需额外加装遮阳装置、兼顾透光率时功率密度不足等问题，从而加速BIPV技术在建筑领域的普及进程。"
