尽管目前通过引入光学谐振腔、光子晶体薄膜、F-P腔等策略，在一定程度上实现了三个波段的选择性调制，打破了传统选择性吸收薄膜单一的深黑或蓝紫色外观，但在依赖反射模式实现色彩呈现的过程中，往往难以同时实现多色显示，或者会导致太阳能转换效率的降低。这一矛盾的存在，促使科研人员不断探索新的解决方案，以期达到更高效、更美观的太阳能利用效果。
师法自然，青凤蝶生活在低海拔、潮湿、少日照的地区，其艳丽的斑斓蝶翅为了维持其体温进化出了兼具陷光吸收和结构色呈现的奇特结构。研究团队受此启发，利用气液界面自组装技术将二维光子晶体耦合到一维SiO2/W/SiO2/Cu选择性吸收膜系表面，利用二维光子晶体的衍射和散射作用呈现结构色，一维异质膜系的谐振吸收、金属插层损耗和金属反射镜协同实现太阳辐射高吸收和红外低发射。完美调谐了在单一器件上呈现近乎全彩的结构色显现和光谱选择性吸收的矛盾。
图1 受青凤蝶启发的多色选择性太阳能吸收薄膜。（A）青凤蝶蝶翅结构。（B）仿生结构示意图。（C）多彩结构色显现。（D）散射光谱图
进一步表征分析证明，该仿生多彩选择性吸收薄膜在不同角度下呈现不同结构色色彩用以满足审美需要的同时，不会导致明显的性能衰减。
图2 仿生太阳能选择性吸收薄膜光学特性。（A）全光谱反射率。（B）太阳辐射波段变角度光谱。（C）红外波段变角度光谱。
然后，通过COMSOL进行模拟，阐明了选择性吸收薄膜呈现太阳辐射高吸收和红外低发射率特性的机理，焦耳损耗、谐振腔共振吸收、良好阻抗匹配特性和双金属层反射协同诱导光谱选择性吸收特性。
图3 有限元模拟分析。（A）能量损耗分布。（B）磁场分布。（C）电场分布。（D）阻抗特性。
最后，通过实测和计算，证实了该仿生多彩太阳能选择性吸收薄膜在西安和全国主要地区全年的节能潜力。
图4 仿生太阳能选择性吸收薄膜能量转换性能。
本研究提出了一种新的设计策略：通过跨维度耦合一维异质膜系和二维光子晶体，实现太阳能选择性吸收薄膜的多彩构筑，使其能够与建筑物集成满足审美需要。通过这种新的光子结构构筑，为多彩太阳能选择性吸收薄膜设计提出了一种新的范式，可为缓解能源危机和碳排放助力。
