Tänk om vanliga fönster inte bara släppte in dagsljus – utan också producerade elektricitet. Den visionen har funnits länge, men tekniken har hittills tvingats kompromissa mellan hög transparens och god verkningsgrad.
Nu har forskare utvecklat en ny typ av halvtransparenta perovskitsolceller som kan omvandla både solljus och inomhusbelysning till elektricitet samtidigt som de fortfarande fungerar som fönster. Resultatet kan bana väg för byggnader där stora glasfasader blir en aktiv del av energiförsörjningen, även under molniga dagar eller när solen har gått ner.
Fönster är en outnyttjad energikälla
De flesta moderna byggnader har stora glasytor som släpper in naturligt ljus men samtidigt inte bidrar till energiproduktionen.
Traditionella solpaneler monteras vanligtvis på tak, där ytan ofta är begränsad. Fasader och fönster representerar däremot enorma outnyttjade ytor, särskilt i kontorsbyggnader och skyskrapor. Om dessa ytor kan omvandlas till elproducerande material ökar den totala energipotentialen avsevärt utan att nya ytor behöver tas i anspråk.
Perovskit gör tekniken möjlig
Forskarna använde ett material som kallas perovskit, vilket under de senaste åren blivit ett av de mest lovande alternativen till traditionella kiselsolceller.
Till skillnad från kisel kan perovskit anpassas för att bättre fånga upp de våglängder som finns i både dagsljus och artificiell belysning. Det gör materialet särskilt intressant för byggnader där en stor del av energin kan hämtas från inomhusmiljöer med LED-belysning eller diffust dagsljus.
Rekordhög effektivitet trots hög transparens
En av de största utmaningarna med genomskinliga solceller är att de måste släppa igenom tillräckligt med ljus för att fungera som vanliga fönster.
Forskarna lyckades utveckla en konstruktion som släpper igenom omkring 30 procent av det synliga ljuset, samtidigt som den producerar elektricitet med ovanligt hög verkningsgrad. Solcellerna omvandlade cirka 22 procent av energin från stark inomhusbelysning och omkring 14 procent av solljuset till elektricitet.
För att nå resultaten konstruerades ett extremt tunt perovskitskikt, endast 185 nanometer tjockt, tillsammans med en ny transparent elektrod där ett mycket tunt guldlager kapslades mellan två lager av molybdenoxid. Konstruktionen minskade ljusförlusterna samtidigt som den ledde elektricitet effektivt.
Kan även minska behovet av kylning
Tekniken ger inte bara elektricitet.
Eftersom solcellerna blockerar en del av det inkommande solljuset fungerar de också på ett sätt som liknar tonade fönster. Mindre solvärme släpps in i byggnaden, vilket kan minska behovet av luftkonditionering under varma perioder.
Forskarna menar att detta kan ge en dubbel energibesparing – dels genom att producera el, dels genom att minska energiförbrukningen för kylning. Effekten kan bli särskilt stor i varma klimat där luftkonditionering står för en betydande del av elförbrukningen.
Nästa steg är flexibla solfilmer
Forskargruppen ser flera möjliga användningsområden utöver vanliga byggnadsfönster.
På längre sikt hoppas de kunna utveckla tunna och flexibla solfilmer som enkelt kan appliceras direkt på glasytor. Tekniken skulle kunna användas på skyskrapor, bilrutor, panoramatak, växthus och till och med på ryggsäckar eller kläder där lätt och flexibel energiproduktion är efterfrågad.
Forskarna har redan tillverkat en prototyp på 30 × 30 centimeter och visat att den behåller omkring 80 procent av sin ursprungliga prestanda efter 300 timmars kontinuerlig ljusexponering i laboratorietester. Nästa mål är att skala upp tekniken till betydligt större ytor och förbättra livslängden ytterligare.
Ett steg mot energiproducerande byggnader
Byggsektorn står för en stor del av världens energiförbrukning, och forskare söker därför lösningar som gör byggnader mer självförsörjande.
Halvtransparenta solfönster kan bli en viktig pusselbit i den utvecklingen. Om tekniken når kommersiell mognad kan framtidens glasfasader inte bara ge utsikt och dagsljus – de kan också bidra till att driva belysning, ventilation och annan elektronik.
Även om ytterligare utveckling krävs innan tekniken når marknaden visar den nya forskningen att kombinationen av transparens, hög verkningsgrad och möjlighet att utvinna energi från både solljus och inomhusbelysning inte längre är en framtidsvision. Den börjar nu bli tekniskt möjlig.
Publikationsuppgifter
Siming Huang et al., Multimodal Strategy for Efficient Semi-Transparent Perovskite Solar Cells and Modules with Record Indoor Performance, Advanced Energy Materials (2026).
