近日，湖北大学材料科学与工程学院余黎副教授课题组在国际材料科学与技术领域顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》上发表题为“Broadband Modulation, Self-driven and Self-cleaning Smart Photovoltaic Windows for High Efficiency Energy-Saving Buildings”（DOI：10.1002/adfm.202308312）的研究论文。硕士生那宗旭与新加坡南洋理工大学博士后梁霄为论文共同第一作者，余黎副教授、北京科技大学王茜副研究员和北京大学杨槐教授为共同通讯作者，湖北大学为第一完成单位。
能源的高效利用已成为当今时代的迫切需求，为社会可持续发展提供技术保障。目前，建筑能耗约占全球总能耗的40%，用于供暖、制冷和照明等方面。节能建筑（Energy-saving buildings, ESBs）作为一种新兴绿色技术，可通过利用和调制太阳能的手段达到有效降低建筑能耗的目的。智能光伏窗户（Smart photovoltaic windows, SPWs）因具备太阳光调节和发电的特性而成为开发ESBs的理想候选者。
为推动SPWs在ESBs领域的发展，本课题组结合功能性纳米材料、聚合物稳定液晶（Polymer stabilized liquid crystals, PSLCs）和商用晶硅太阳能电池开发了一种具有宽波可调、自驱动和自清洁特性的SPWs。其中，二氧化钒（VO2）纳米材料与PSLCs的耦合赋予了SPWs宽波可调的特性，从而使得SPWs能够有效调节太阳光以达到理想的节能效果。得益于氧化铟锡（ITO）层优异的电热效应与晶硅太阳能电池高效的输出功率，基于太阳能-电能-热能的转换，实现了SPWs的自驱动特性。此外，通过构筑超疏水二氧化硅（SiO2）纳米涂层赋予SPWs自清洁性能，保持SPWs在不同天气条件下都能够具有较好能见度的同时有效降低用于清洁窗户所需的水资源消耗。这种设计概念为推动SPWs走向智能化、功能化和多样化奠定了基石，也为运用SPWs在设计和开发多功能、高效节能建筑方向提供了思路。
余黎副教授课题组一直致力于智能材料的分子设计、增材制造以及在防伪隐身、仿生柔性机器人、节能建筑和智慧医疗等领域的应用研究，取得了一系列创新性成果，先后在Nature Materials、Advanced Energy Materials、Advanced Functional Materials、Nano Energy、Small等国际知名期刊上发表SCI论文50余篇，研究工作得到国家自然科学基金的资助支持。
（审稿：宋韧）
