为建筑节能智能窗开发新型三频优化电致变色结构

中国科学院上海硅酸盐研究所曹迅教授领导的研究小组与华中科技大学的合作者共同开发了一种新型节能窗电致变色(EC)结构。该研究发表在《自然可持续发展》杂志上。

电致变色智能窗可以在外部电压刺激下动态调节太阳辐射，被认为是降低建筑物能耗的一项有前途的技术。

为了推广EC窗口的应用，曹教授课题组在提高EC性能方面做出了很大的努力，如响应速度、对比度等。然而，在减少太阳辐射和室外温度的影响方面进展甚微。

在本研究中，研究人员通过固体电解质设计了一种基于VO2-WO3串联薄膜的新型电致变色智能窗系统，可同时三稳态控制太阳热量和太阳光透过率，具有良好的节能效果。

这种结构使得Li+沿着VO2和WO3的深度扩散，可以独立调节太阳光的近透视 (NIR)和可见光透过率。VO2的主要优点是用于维持状态的势垒与用于改变状态的势垒分离，从而与WO3相比保持非易失性。

凭借上述设计特点，基于EC的窗户可以最大限度地降低室内照明和热交换的总能源成本，这是智能窗户设计的理想驱动力。模拟表明，这种新型ECD在全球大多数气候条件下比商用低辐射玻璃具有更高的供暖和制冷节能效果。

此外，在海南三亚和上海进行了室外实验，在典型的晴朗天气下，实现了全天持续降温高达2°C-14°C。