新加坡國立大學Lee Jim Yang組EES: 可選擇性調控可見光與熱的智能窗新突破

【引言】

目前建筑能源消耗 （包括加熱，通風，制冷， 照明）約占世界能源消耗的30-40%，電致變色玻璃通過動態的控制太陽光的透過率， 已經成為一種降低建筑能源消耗的綠色科技之一。 近年來， 可選擇性調控可見光與熱的新型電致變色玻璃成為研究的熱點。 這種新型的電致變色玻璃可以實現對可見光與熱的獨立控制，從而進一步優化建筑的能源效率，減少建筑的能源消耗 。然而， 這種新型的電致變色玻璃尚處于研究的起步階段， 仍然存在著許多題，例如：（1）較高的成本；（2）復雜的材料制備過程；（3）可見光與熱的選擇性差（4）較差的電致變色性能 （較低的光調制范圍，較長的響應時間以及較短的循環壽命）。

【成果簡介】

近日，新加坡國立大學Lee Jim Yang 教授課題組報道了一種基于Al³⁺?嵌入/嵌出驅動的雙波段電致變色玻璃。 這種雙波段的電致變色玻璃不僅可以實現對可見光與熱 （近紅外）的有效獨立控制，并且展現了優異的電致變色性能 – 高的光調制范圍 （~90% 在350-2200 nm 范圍內）；較快的響應時間； 高的著色效率以及優異的循環穩定性。此外， 作者還對Al³⁺?嵌入/嵌出的機制以及性能改善的原因做了詳細的分析和解釋， 并且與Li⁺?嵌入/嵌出做了詳細的對比。該成果以題為“Al³⁺?intercalation/de-intercalation-enabled dual-band electrochromic smart windows with a high optical modulation, quick response and long cycle life”發表在國際知名期刊Energy & Environmental Science（影響因子：30.067），第一作者為張圣亮。

圖文導讀：(以下圖片來自作者)

圖1 . 單斜相 WO_{3-x ?}納米線的結構和形貌表征

圖2. 電致變色性能，電化學性能以及Al³⁺?嵌入/嵌出過程中的結構表征。

圖3. 響應時間，著色效率，記憶效應和循環穩定性表征

圖 4. 器件性能表征。

【文獻鏈接】

1.Zhang, S.; Cao, S.; Zhang, T.; Fisher, A.; Lee, J. Y. Al³⁺intercalation/de-intercalation-enabled dual-band electrochromic smart windows with a high optical modulation, quick response and long cycle life. Energy & Environmental Science2018, DOI: 10.1039/c8ee01718b.

2.Zhang, S.; Cao, S.; Zhang, T.; Yao, Q.; Fisher, A.; Lee, J. Y. Monoclinic oxygen-deficient tungsten oxide nanowires for dynamic and independent control of near-infrared and visible light transmittance. Materials Horizons2018, 5, 291-297.

本文由Lee Jim Yang 教授課題組供稿，材料牛編輯整理。

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