现代快报讯（通讯员 周伟 记者 李楠）你见过这样的智能变色窗吗？它们可以随着太阳光的强弱，自动调节光线强度，改善室内采光；还能将酷热的太阳光直射温度降低超过 9 ℃ …… 日前，中国科学院院士黄维、新利18彩票 教授秦天石课题组的这一最新研究成果在线刊发于《自然 · 通讯》。

△新开发的全幅面高透过率智能窗 通讯员供图

用紫外线作 " 开关 "，控制可见光与红外线的透过率

如今，可动态调节环境采光与温度的智能窗在建筑、汽车、飞机等领域展现出较大的应用潜力。秦天石介绍，" 最常见的电致变色智能窗技术，需要外接电源电路，会造成难安装、易损坏、难更换等问题；而光致或热致变色技术，又无法根据实际需求自由开关变色。但光伏变色技术则将自驱动和可控制两大功能集于一身。"

不过，目前光伏变色智能窗在集成度上有很大挑战。秦天石说，常用的形式是将太阳能电池与电致变色窗通过外电路连接，这势必造成光伏电池，也就是太阳能电池占用额外空间，且采用的光伏电池大多并不透光，也会阻挡光线射入室内，无法实现智能窗的全幅面透光与变色效果，难以应用于玻璃幕墙、全景天窗等产品。

针对这一问题，黄维和秦天石的团队设计了一种全幅面高对比变色智能窗，利用对室内环境无用的紫外线作为 " 开关 "，控制可见光与红外线的透过率，从而智能调节室内亮度与温度，最终对太阳光全谱段智能管理。

" 要实现以上功能，我们首先需要一种全透明的光伏层材料。" 秦天石介绍，" 与传统的太阳能电池材料不同，这种新型透明光伏层材料并不吸收可见光，它们可以吸收人眼不可见的紫外线，再将这部分紫外线的能量转变成电能，从而驱动电致变色层材料，实现智能变色。"

智能变色窗不仅能采光，还能帮助降温

" 这项研究的难点在于如何提高太阳能电池的透光率。" 论文第一作者博士生刘有说，智能窗可根据不同的太阳光照强度展现出不同深度的颜色，根据不同天气自适应调节室内采光。晴天时，智能窗让室外的强光透进来少一点，这样就不刺眼；阴天时，就让光线完全透进来，满足室内照明需求。这种智能窗能对红外线进行调控。

刘有介绍，这一成果在建筑、汽车、高铁、飞机等领域有广泛市场前景。此外，相对于目前的光致变色镜片，该光伏变色器件有着更快的响应时间和更广的动态范围，在防眩目护目镜、飞行员视觉头盔等高端领域也有应用潜力。

此外，秦天石介绍，" 变色智能窗通过吸收一部分的红外光，减少红外光的透入，从而使室内温度降低超过 9 ℃，极大降低了室内对空调降温的能耗需求，这将助力我国实现碳达峰、碳中和的长远目标。"

2021年6月22日《现代快报》：https://app.myzaker.com/news/article.php?pk=60d041621bc8e0c046000114