你见过这样的智能变色窗吗?它们可以随着太阳光的强弱ღ◈✿,自动调节光线强度ღ◈✿,改善室内采光ღ◈✿;还能将酷热的太阳光直射温度降低超过9℃……6月20日ღ◈✿,科技日报记者从南京工业大学获悉ღ◈✿,中国科学院院士黄维太阳集团app新版下载ღ◈✿、南京工业大学教授秦天石课题组的这一最新研究成果近日在线刊发于《自然·通讯》ღ◈✿。
“但最常见的电致变色智能窗技术ღ◈✿,需要外接电源电路ღ◈✿,会造成难安装ღ◈✿、易损坏ღ◈✿、难更换等问题ღ◈✿;而光致或热致变色技术ღ◈✿,又无法根据实际需求自由开关变色ღ◈✿。但光伏变色技术则将自驱动和可控制两大功能集于一身ღ◈✿。”论文的通讯作者ღ◈✿、南京工业大学教授秦天石说ღ◈✿。
不过ღ◈✿,目前光伏变色智能窗在集成度上有很大挑战ღ◈✿。秦天石说ღ◈✿,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ღ◈✿,这势必造成光伏电池ღ◈✿,也就是太阳能电池占用额外空间ღ◈✿,且采用的光伏电池大多并不透光ღ◈✿,势必会阻挡光线射入室内ღ◈✿,无法实现智能窗的全幅面透光与变色效果ღ◈✿,难以应用于玻璃幕墙免费日产区2021ღ◈✿、全景天窗等产品ღ◈✿。”针对这一问题ღ◈✿,黄维院士免费日产区2021ღ◈✿、秦天石教授团队设计了一种全幅面高对比变色智能窗ღ◈✿,利用对室内环境无用的紫外线作为“开关”ღ◈✿,控制可见光与红外线的透过率太阳集团app新版下载ღ◈✿,从而智能调节室内亮度与温度ღ◈✿,最终对太阳光全谱段智能管理ღ◈✿。
“要实现以上功能ღ◈✿,我们首先需要一种全透明的光伏层材料太阳集团app新版下载ღ◈✿。”秦天石介绍说ღ◈✿,“与传统的太阳能电池材料不同ღ◈✿,这种新型透明光伏层材料并不吸收可见光ღ◈✿,因此它们看上去就和普通玻璃一样ღ◈✿,但是它们可以吸收人眼不可见的紫外线ღ◈✿,再将这部分紫外线的能量转变成电能ღ◈✿,从而驱动电致变色层材料ღ◈✿,实现智能变色ღ◈✿。”
正因为团队采用了自主研发的全透明钙钛矿光伏材料ღ◈✿,这种全幅面高对比的一体化变色智能窗才得以实现ღ◈✿。与以往利用外部电路连接的光伏电池板驱动的电致变色窗的繁冗结构不同ღ◈✿,采用全透明光伏层的一体化智能窗采用叠层结构ღ◈✿,将光伏层与变色层像三明治一样的夹在两片导电玻璃之间ღ◈✿,从而实现了100%的有效空间利用率ღ◈✿。”ღ◈✿。
“这项研究的难点在于如何提高太阳能电池的透光率免费日产区2021ღ◈✿。” 论文第一作者博士生刘有说ღ◈✿,“课题组设计了一种基于卤素离子交换的方法ღ◈✿,将钙钛矿光伏层浸泡在特定的化学溶剂中ღ◈✿,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ღ◈✿,使光伏层材料的透光率高达76%ღ◈✿。”
值得关注的是免费日产区2021ღ◈✿,这种智能窗的色彩饱和度ღ◈✿、保线%的平均可见光对比度ღ◈✿,以及应对不同太阳辐射强度的高度自适应性ღ◈✿。
“所谓自适应性ღ◈✿,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ღ◈✿,根据不同天气自适应调节室内采光——晴天时ღ◈✿,智能窗让室外的强光透进来少一点太阳集团app新版下载ღ◈✿,这样就不刺眼ღ◈✿;阴天时太阳集团app新版下载ღ◈✿,就让光线完全透进来太阳集团app新版下载ღ◈✿,满足室内照明需求免费日产区2021ღ◈✿。”刘有说ღ◈✿。
这种智能窗在红外光波段也有调节功能ღ◈✿,能对红外线进行调控ღ◈✿,“变色智能窗通过吸收一部分的红外光ღ◈✿,减少红外光的透入ღ◈✿,从而能使室内温度降低超过9℃ღ◈✿,极大降低了室内对空调降温的能耗需求ღ◈✿,这将助力我国实现碳达峰ღ◈✿、碳中和的长远目标ღ◈✿。”秦天石教授说ღ◈✿。
“目前我们已经设计出该光伏变色器件样品ღ◈✿,经过1万次开关测试后ღ◈✿,该器件的平均可见光对比度仍然可以基本维持在初始值免费日产区2021ღ◈✿,证明我们的智能窗的性能是稳定的ღ◈✿。”刘有介绍ღ◈✿,这一成果在建筑ღ◈✿、汽车ღ◈✿、高铁ღ◈✿、飞机等领域有广泛市场前景ღ◈✿。此外ღ◈✿,相对于目前的光致变色镜片ღ◈✿,该光伏变色器件有着更快的响应时间和更广的动态范围太阳集团app新版下载ღ◈✿,在防眩目护目镜ღ◈✿、飞行员视觉头盔等高端领域也有应用潜力ღ◈✿。澳门太阳城官网ღ◈✿,太阳成官方网站ღ◈✿。太阳成集团ღ◈✿!tyc太阳成澳门太阳网城ღ◈✿。



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