导言

  在建筑行业，能源消耗意识的提高推动了可再生能源技术满足严格的标准和环境目标。为了实现欧盟的零能耗建筑目标，建筑集成光伏 (BIPV)，特别是发光太阳能聚光器 (lsc)，已被开发为利用可持续太阳能的基本技术。Lsc通常是注入了发光材料在广阔的区域吸收阳光，并重新发射和引导玻璃内部的光线通过全内反射到边缘，在那里它被太阳能电池收集。然而，lsc面临不同的挑战，因为它们的概念依赖于发光材料，即发光体。例如，lsc需要额外的能量传递来激发发光体并重新发射具有较长波长的光，这导致作为缺点的要收获的光谱窄和转换效率低。此外，大多数发光体如有机材料,量子点和钙钛矿纳米晶体,容易随着时间的推移而退化，这会影响系统的寿命和性能。除了这些技术限制之外，成本和安全考虑也很重要，因为高质量的发光体可能很昂贵，有机材料可能不符合国家建筑或消防法规。

  鉴于与发光体相关的众多挑战，另一种方法是通过在类似于lsc的设备中采用粗糙的玻璃表面来代替它们，从而允许表面纹理实现重定向光的作用。通常由发光材料执行的功能。虽然类似的概念已经被证明,表面图案化工艺通常很复杂，并且依赖于光刻,将其应用限制在大面积窗户上。一个更健壮和可扩展的替代方案是超快激光直写,可以在各种固体材料上创建随机的表面结构,包括眼镜。该方法实现了单步处理，消除了对大量预处理或后处理的需要，并且为在没有光刻的情况下创建复杂结构提供了更大的灵活性。此外，该超快激光可以彻底改变晶体结构并产生发光缺陷，这可能是有利的，因为它们与lsc相似。事实上，飞秒激光纳米结构玻璃已被用于诸如数据存储,表现出极高的耐久性和热稳定性。然而，迄今为止，还没有关于激光纳米结构玻璃在BIPV中的应用的报道。

   在这项工作中，我们率先利用飞秒激光纳米结构玻璃BIPV系统。使用单步飞秒激光直写工艺制造纳米结构玻璃。我们优化了激光加工速度，以在纳米结构具有最大的散射能力，并彻底表征了表面形貌,以及结构和光学性质纳米结构的玻璃表面。此外，构建了概念验证BIPV系统来评估纳米结构玻璃的性能。最后，我们解决了有关实施拟议技术的实际考虑因素，例如透明度，能源预算自清洁能力和长期适用性。这项工作扩大了飞秒激光加工领域的潜在应用能量收集并为进一步推进可再生能源技术。