透明太陽能電池能無縫整合於窗戶、螢幕等物品的表面，正引領可再生能源的前沿發展，但相關技術仍需克服多項關鍵挑戰，包括在透明度與能量轉換率之間取得平衡，兼具發電效能與美觀設計雙重優勢的半透明有機光伏電池（ST-OPV）因此成為研究熱點。香港理工大學（理大）研究團隊成功開發一項創新評估參數，可用以量度不同光活性材料在 ST-OPV 中的應用潛力，篩選出最佳材料組合，推動研發高效 ST-OPV，並為其用於智能窗戶及可持續建築奠定基礎。
研究人員基於FoMLUE值最優異的材料組合製成的ST-OPV，較同類型產品具備更佳的隔熱性能及運行穩定性，光能利用效率更高達6.05%。
ST-OPV 擁有選擇性吸收陽光、生產成本低及環保等特性，在建築光伏一體化領域中展現出巨大發展空間。為了徹底釋發 ST-OPV 的應用潛力，科學界正嘗試結合不同光活性材料及利用先進器件工程技術，不斷提升 ST-OPV 的能量轉換率及穩定性等，同時讓電池的顏色更加自然，不會對建築物的外觀構成影響。
理大電機及電子工程學系能源轉換技術講座教授、鍾士元爵士可再生能源教授李剛教授聯同研究員俞江升博士，利用他們建立的 FoMLUE 參數篩選了一系列經典光活性材料，通過分析材料的歸一化吸光度，評估其平均可見光透射率、帶隙和電流密度等關鍵參數。研究人員發現以 FoMLUE 值最優異的三元材料組合製成的 ST-OPV，較同類型產品具備更佳的隔熱性能及運行穩定性，光能利用效率更高達 6.05%，刷新半透明太陽能電池的效率紀錄。
由理大電機及電子工程學系能源轉換技術講座教授、鍾士元爵士可再生能源教授李剛教授帶領的研究團隊成功 開 發 一 項 創 新 評 估 參 數FoMLUE ，用以評估光活性材料在半透明有機光伏電池中的應用潛力，為其廣泛商業應用奠定基礎。
此外，研究亦揭示了地理因素對 ST-OPV 性能表現的影響。為了探究 ST-OPV 太陽能窗戶的發電和節能效益，研究團隊建構了一個瞬態模型，模擬電池的功率輸出，從而分析其對建築空間冷暖負荷的影響。該模型應用於中國 371 個城市，結果顯示逾九成的城市實現了年度負荷的正向減排。地理分析更指出，夏季炎熱、冬季溫暖的地區最適合安裝 ST-OPV 玻璃窗戶，其在該些地區達到的年總節能量可高達 1.43 GJ m⁻²。
研究題為「半透明有機光伏電池實現具廣泛地理適應性的可持永續智能窗戶」，成果已發表刊載於《自然通訊》期刊（Nature Communications）。李剛教授表示：「太陽能窗戶作為新興的太陽能光伏應用，為建築光伏一體化、新能源汽車和農業溫室等領域的實際應用開拓新局面。這項研究的成果證實了高效 ST-OPV具備多功能性和地理適應性等多重優勢，可用於建造可持續、節能的智能窗戶，且不影響建築設計完整性，商業化前景相當廣闊。」
展望未來，研究團隊會致力就提升 ST-OPV 的長期穩定性提出創新方案，並推動其向大面積太陽能組件發展，實現 ST-OPV 的商業化應用。
