在上一個十年，全球的太陽能產業得到了長足發展，光是在美國的平均年增長率就是42%。最新的光伏與材料技術讓太陽能發電的方式更多樣。除了經典的屋頂太陽能光電板以外，太陽能水壓塞、太陽能廚爐、太陽能電熱水壺、便攜太陽能發電機，都是人所熟知的的太陽能發電應用。
但你聽說過太陽能塗漆嗎？是的，這個產品門類正如其名，只要在房頂、牆壁、窗板上刷滿/噴好/敷漆，這些建築外表面就能成為可發電的太陽能能源生產器件。
這其實是“建築整合太陽能/光伏建築一體化”（英語：Building-integrated photovoltaics，縮寫BIPV）依託新技術的又一呈現。
既有的傳統BIPV是用太陽能光伏材料取代天窗、立窗、外牆這些建築接光面的傳統建材，使建築物本身成為一個大的太陽能電機，而不必用外加方式加裝太陽能廣電板。這樣建築本身就能部分或全部供應住戶的用電，達到最佳的發電率和成本比值。
而太陽能塗漆是此品類的更進一步，不用預製太陽能光電外牆板，讓普通建材直接轉化成太陽能光伏材料，降低建造的難度與成本。
太陽能塗漆有不直接發電的種類。墨爾本皇家理工大學的研究者曾開發出能透過製造氫氣來發電的太陽能塗漆。這種塗漆的特性是它不僅利用陽光也利用空氣中的水蒸氣，透過捕捉空氣中的水蒸氣來製造氫氣，此塗漆最終達到提供電能的目的。
這種特殊塗漆以特殊比例混合了二硫化鉬和二氧化鈦的奈米顆粒，敷塗在如牆磚等密佈孔腔的建材的表面。
此塗漆滲入材料內部後，二硫化鉬能像矽膠乾燥劑那樣吸收空氣中的水分，含蓄在牆磚表層，同時它的半導體材料性質也能催化水分解。二氧化鈦是牆漆、顏料中常用的白色成分，不過經過奈米工程處理後的二氧化鈦粒子，其接受陽光照射後產生微弱電流的性質能被顯著增強。
如此，刷上這種塗漆後的表面在被陽光照射後自行產生電流，電流透過二硫化鉬催化後的導電通道，電解牆磚空腔中被捕捉的水蒸氣分子，產生氫氣，再被配套的矽凝膠膜提取、蒐集、儲存，用來作為發電供能的燃料。
此技術雖然抓人眼球，但由於技術實用化的難度與產電流程的低效率，一直未有真正商業化落地。
由多倫多大學的研究者發明，量子點太陽能塗漆一開始是作為能將太陽能電池的發電效率提高11%的技術開發的。此技術也被稱為光伏塗漆或膠狀量子點光伏。
膠體量子點是數奈米大小的半導體粒子，可以在溶液中合成，這意味著可以像處理塗漆或油墨一般，將粒子快速簡單地沉積在大面積的可摺疊或硬性基板上。
在低成本和高轉換效率的無機太陽能電池板中，膠體量子點負責吸收光的任務。太陽能電池的工作原理是，被陽光照射時，光子撞擊光伏材料會產生電荷載子，如此產生的電能等於或大於材料的能隙(bandgap)。
光伏材料中採用量子點，就能藉由調整奈米粒子的大小，可以大幅度地改變能隙大小，達到吸收從不可見光到可見光的更廣波長範圍光譜、更高效發電的目的。
多倫多大學的研究者更進一步，製作出量子點太陽能塗漆，可以透過單步驟溶液製程簡單完成，不需要採取傳統的逐層制膜方式來製作太陽能電池板。因為逐層制膜既費時又不經濟，最終只有大約1-10%的量子點可被容納進光電板的薄膜成品中。
這種塗漆的改進處在於研究者發現無機陰離子可以穩定膠體量子點，因此他們直接將產生陰離子的鹵化物加到膠體量子點中使其鈍化。這些鹵化物除了能移除傳統光電材料中會困住電子的“陷波狀態”、提升太陽能電池元件的轉換效率，還能保護量子點元件、避免氧化。
這項技術可為“光伏建築一體化”、汽車太陽能發電頂棚等的更大規模應用鋪路。因為這顯著降低了製作太陽能發電元器件的難度和成本、將各種不規則形狀的外表面轉換成太陽能光電源，還能提升發電效率。
鈣鈦礦（perovskite）是德國礦物學家古斯塔夫·羅斯（Gustav Rose）在1939年，於俄羅斯中部境內的烏拉爾山脈上首次發現岩石樣本的，羅斯決定以他心目中最偉大的地質學家列夫·佩羅夫斯基 (Lev Perovski) 的名字來命名這種礦石。
鈣鈦礦與相似晶體分子結構的化合物材料，同時具備吸光性與電催化性。也就是說鈣鈦礦型別的材料，能在吸收光線的同時，有轉換能量產生、導引電流的性質。這讓鈣鈦礦類材料成為取代矽晶體的太陽能發電材料的熱門選項。
謝菲爾德大學的研究者開發了基於鈣鈦礦的太陽能發電材料，基於液體形式的這種材料可以使用噴塗工藝噴在各種表面上，讓這些表面成為太陽能發電板。
因為鈣鈦礦光吸收劑可以在接近室溫的溫度下製造，而矽則需要在接近2700 ℉的溫度下從熔體中生長出來。鈣鈦礦噴塗出的薄膜厚度也比矽晶片薄約400倍，而且與量子點塗漆相似，也只需要噴塗一層，而非傳統矽基太陽能電池板一樣反覆逐層制膜。所以鈣鈦礦太陽能噴漆能顯著地降低原料成本與浪費。
除了位於以色列特拉維夫的“陽光油漆”公司等幾個初創企業以外，這些太陽能塗漆仍然在開發中，離廣泛商業化的未來尚遠。
當然，在可見的將來太陽能塗漆仍有巨大的商業潛力。它比傳統太陽能光電板便宜和容易使用。使用者只消把漆刷上外表面就行了，除了收集電力需要專業人士安裝特殊裝置以外，其他步驟不比普通裝修複雜。
很多種太陽能塗漆可以被用在屋頂、外牆、門板、窗板上，不過在不遠的將來，這些塗漆更可以被刷在汽車頂棚與火車車廂頂上。為了達到清潔能源與日俱增的需求，研究者們正在加緊開發能適用於儘可能多型別的表面的太陽能塗漆。
不過，基於現有表現，太陽能塗漆的發電功率並不如當下的太陽能電池板。已有的實驗雛形大都只能將3%-8%的受照射太陽光能轉化成電能。這是此技術的最大短處，研究者正在開發提高太陽能塗漆發電能效的新方法，在成功前，此技術的商業化可能還是太小。
與此同時，合理的應用，只有將太陽能塗漆與現有太陽能發電板結合，作為提高現有光電板效能的輔助工具。（本文首發：小獵犬App）
