科大透光太陽能板 讓高樓變微型電廠 採用半透明鈣鈦礦材料 可保障採光替代玻璃幕牆
香港的摩天大樓數量位居全球前列，150米以上的高樓超過550座，其玻璃幕牆既是城市標誌，也是能源消耗的主要載體，建築物用電已佔去全港總耗電量約90%。針對此高密度城市特質，香港科技大學化學及生物工程學系教授周圓圓領導團隊研發出「高效耐用的透光太陽能板」，以具特殊晶體結構的鈣鈦礦材料製成高效的半透明太陽能板，讓裝置不再局限於只能在屋頂或佔用大量土地安裝，拓寬都市環境中採集太陽能的可能性。
這塊能發電的玻璃，既是窗，也是太陽能板，能將「發電位置」前移到「用電現場」，讓每棟建築成為微型電廠，成功於今年的日內瓦國際發明展獲得評審團嘉許金獎。其戰略價值，在於能把城市從「完全被動用能」變成「部分主動產能」，以科研力量全面增添城市的能源韌性。●香港文匯報記者 劉沐藝
中東局勢緊張，全球化石能源供應鏈持續受壓，對於香港這座完全依賴進口石油和天然氣的國際都市而言，每一次地緣危機，都是一次能源安全的壓力測試。隨着全球綠色轉型，利用創新技術提升包括太陽能以及各種可再生能源的採集及應用效能，正是能源變革的關鍵。
「我們研發高效耐用透光太陽能板的初衷，是希望把高密度城市中大量原本只負責採光與遮蔽的建築表面，轉化為能發電，又不犧牲空間品質的能源界面。」周圓圓接受香港文匯報訪問時介紹指，技術的核心原理是利用半透明鈣鈦礦薄膜，選擇性吸收部分太陽光來發電，同時保留一定可見光穿透，使其既是窗，也是太陽能板。
被視為第三代光伏核心方向的鈣鈦礦，是具有特殊晶體結構的材料。與傳統不透光的硅太陽能板相比，鈣鈦礦更適合高密度城市的幕牆、天窗與採光頂。傳統硅太陽能板無法透光，只能安裝在屋頂等不影響採光的區域，而半透明的鈣鈦礦太陽能板，可直接替代玻璃幕牆，不影響建築的採光需求和空間品質。與現有部分透明光伏技術相比，它在材料設計、色彩與透光度調控、低溫製程與輕量化方面，更具突出優勢。
已實現20%以上光電轉換效率
周圓圓指團隊的研究顯示，半透明鈣鈦礦器件已可實現20%以上的光電轉換效率，「說明這條技術路線正由概念驗證走向實用化。」這一數據的突破，意味着這項技術已不再是實驗室裏的概念，而是逐步具備了落地應用的條件，有望真正走進香港的摩天大樓，成為城市能源供應的重要補充。
從香港目前的城市現狀來看，高樓林立且玻璃幕牆面積龐大，但這些數量眾多的建築表面，目前僅承擔着採光、通風與遮擋的基礎功能，並未發揮其潛在的能源價值。若能將這些建築表面轉化為發電界面，香港將獲得一個巨大的分布式能源來源，這對於破解城市能源依賴困境，具有至關重要的意義。
透光太陽能板這類分散式、建築整合式光伏技術，究竟能為香港能源安全帶來怎樣的改變？周圓圓坦言，這項技術未必能在短期內「根本取代」城市對外部能源的依賴，但一定能明顯降低依賴程度，尤其是在白天用電負荷、尖峰削減與關鍵負載保障方面，能發揮重要作用。
可保障樓宇關鍵能源供應
他進一步剖析了香港的能源處境：「香港沒有本地能源資源，現時除少量可再生能源外，整體能源高度依賴外部供應。因此，任何可在本地建築表皮即時發電的技術，對能源韌性都很重要。」周圓圓表示，若遇上能源封鎖、燃料價格劇烈波動等極端情況，透光太陽能板最務實的角色，不是單獨撐起整座城市的能源供應，而是優先保障樓宇的照明、通訊、監測、通風及部分公共設備等關鍵負載，並降低對外部燃料的即時需求，為城市應對能源危機爭取時間、提供支撐。
若進口能源發生中斷，「每棟建築成為微型電廠」這一模式，相比傳統集中式太陽能電場，更具獨特優勢。周圓圓分析道：「傳統集中式太陽能電場不僅需要佔用大量土地，還要經過匯流、長距離輸配電等環節，且需投入成本進行單點節點保護；而我們研發的透光太陽能板，可實現建築與光伏技術的深度整合，直接將高樓的玻璃幕牆、天窗與屋頂轉化為發電單元。」
