為建筑節(jié)能智能窗開發(fā)新型三頻優(yōu)化電致變色結(jié)構(gòu)

中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所曹迅教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組與華中科技大學(xué)的合作者共同開發(fā)了一種新型節(jié)能窗電致變色(EC)結(jié)構(gòu)。該研究發(fā)表在《自然可持續(xù)發(fā)展》雜志上。

電致變色智能窗可以在外部電壓刺激下動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)太陽輻射，被認(rèn)為是降低建筑物能耗的一項(xiàng)有前途的技術(shù)。

為了推廣EC窗口的應(yīng)用，曹教授課題組在提高EC性能方面做出了很大的努力，如響應(yīng)速度、對(duì)比度等。然而，在減少太陽輻射和室外溫度的影響方面進(jìn)展甚微。

在本研究中，研究人員通過固體電解質(zhì)設(shè)計(jì)了一種基于VO2-WO3串聯(lián)薄膜的新型電致變色智能窗系統(tǒng)，可同時(shí)三穩(wěn)態(tài)控制太陽熱量和太陽光透過率，具有良好的節(jié)能效果。

這種結(jié)構(gòu)使得Li+沿著VO2和WO3的深度擴(kuò)散，可以獨(dú)立調(diào)節(jié)太陽光的近紅外(NIR)和可見光透過率。 VO2的主要優(yōu)點(diǎn)是用于維持狀態(tài)的勢壘與用于改變狀態(tài)的勢壘分離，從而與WO3相比保持非易失性。

憑借上述設(shè)計(jì)特點(diǎn)，基于EC的窗戶可以最大限度地減少室內(nèi)照明和熱交換的總能源成本，這是智能窗戶設(shè)計(jì)的理想驅(qū)動(dòng)力。模擬表明，在全球大多數(shù)氣候條件下，這種新型 ECD 比商用低輻射玻璃具有更高的加熱和冷卻節(jié)能效果。

此外，在海南三亞和上海進(jìn)行了室外實(shí)驗(yàn)，在典型的晴朗天氣下，全天持續(xù)降溫高達(dá) 2°C–14°C。

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