Một bước tiến đột phá trong lĩnh vực kiến trúc bền vững đang mở ra, khi các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo lớp phủ trong suốt, biến đổi những ô cửa kính thông thường thành các cỗ máy sản xuất điện. Sự đổi mới này không chỉ là một cải tiến công nghệ mà còn là sự dịch chuyển trong nhận thức về không gian sống, nơi mọi bề mặt đều có tiềm năng phục vụ cho sự vận hành bền vững. Công nghệ này sử dụng các tinh thể lỏng để điều hướng ánh sáng mặt trời một cách tinh vi đến các tế bào quang điện được bố trí kín đáo, thu giữ nguồn năng lượng sạch mà không làm ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ hay độ trong suốt vốn có của cửa sổ.
Giải pháp này mang lại một lựa chọn tinh tế, thay thế cho các tấm pin mặt trời truyền thống cồng kềnh. Điểm đặc biệt là khả năng áp dụng lớp phủ này như một giải pháp nâng cấp (retrofit) cho các công trình hiện hữu, từ đó giảm thiểu đáng kể sự phức tạp trong lắp đặt và tối ưu hóa không gian sử dụng. Các nhà khoa học tại Đại học Nam Kinh, Trung Quốc, đã phát triển một bộ tập trung năng lượng mặt trời trong suốt, không màu, sử dụng nhiều lớp tinh thể lỏng cholesteric (CLC) để chọn lọc hướng ánh sáng về phía các tế bào quang điện (PV) ở cạnh cửa sổ. Các nghiên cứu cho thấy, với cửa sổ rộng hai mét, hệ thống này có khả năng tập trung ánh sáng mặt trời lên 50 lần, giúp giảm tới 75% số lượng tế bào quang điện cần thiết.
Hệ thống này, được gọi là CUSC, đã đạt độ truyền sáng trung bình cao khoảng 64,2% và chỉ số hoàn màu là 91,3%, đồng thời có thể thu thập tới 38,1% năng lượng ánh sáng. Một mẫu thử nghiệm có đường kính chỉ 2,5 cm đã chứng minh khả năng cấp điện cho một quạt nhỏ công suất 10 mW trong điều kiện nắng. Sự tích hợp năng lượng mặt trời trực tiếp vào các bề mặt quen thuộc hàng ngày như cửa sổ là một minh chứng cho việc chúng ta đang chuyển dịch khỏi các nguồn năng lượng gây ô nhiễm, hoàn toàn tương thích với xu hướng toàn cầu hướng tới các giải pháp xây dựng có trách nhiệm với môi trường và mục tiêu giảm thiểu phát thải carbon. Trong khi các phát triển ban đầu, ví dụ tại Đại học Michigan, cho thấy hiệu suất chuyển đổi ánh sáng lên tới 8,1% với độ trong suốt 43%, và các nhà khoa học Đan Mạch đạt 12,3% với độ trong suốt 30% khi sử dụng perovskite, công nghệ tinh thể lỏng vẫn giữ được yếu tố thẩm mỹ quan trọng để triển khai rộng rãi vào các công trình xây dựng hiện có.
Sự phát triển này không chỉ là về việc tạo ra điện; nó còn là về việc điều chỉnh mối quan hệ của chúng ta với môi trường xung quanh, biến những yếu tố tưởng chừng thụ động thành những nguồn lực tích cực, kiến tạo nên một không gian sống hài hòa hơn.