本报讯(通讯员 周伟 融媒体记者 谈洁)可以随着太阳光的强弱而自动调节光线强度与色彩的深浅,改善室内采光,将酷热的太阳光直射温度降低超过9℃,还能实现100%的有效空间利用……日前,新利18彩票 黄维院士、秦天石教授课题组研发了一种智能变色窗,这一最新研究成果在线刊发于《自然通讯》。
近年来,可动态调节透光度、选择性吸收紫外或红外波段的智能窗在建筑物、汽车、飞机等领域展现出较大的应用潜力。目前,单片式高度集成的变色智能窗一般是通过side-by-side(并排的,肩并肩的)的方式得以实现。
“这样的光伏变色窗将不透明光伏层与变色层并排,导致整体的空间利用率很低,光伏层部分透光度很低。我们课题组设计的智能窗,光伏层采用的是自主研发的全透明钙钛矿光伏层,整体采用的是垂直串联的方式,将电极层、光伏层、变色层像三明治一样的自下而上堆叠,从而实现了100%的有效空间利用率。”论文第一作者博士生刘有介绍。
更重要的是,课题组设计了一种基于卤素离子交换的方法,将钙钛矿光伏层浸泡在特定的化学溶剂中,根据浸泡时间的长短来对化学材料中各组分的比例进行调控,从而使得这种光伏层材料实现高达76%的透光率。此外,智能窗对于不同太阳辐射强度有高度自适应性。
“所谓自适应性,是指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。”刘有说。同时,这种智能窗在红外光波段也有调节功能,能对红外线进行调控,“变色智能窗通过吸收一部分的红外光,减少红外光的透入,从而能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。”秦天石说。
据悉,该成果经过10000个工作循环后,智能窗的平均可见光对比度仍然可以基本维持初始值,性能稳定,将广泛应用于建筑物、汽车、飞机等领域,在防眩目、护目镜、视觉头盔等军用领域也有广阔应用前景。