新一代节能玻璃技术——电致变色玻璃的原理

你有没有过这样的一天，太阳不知道它是来了还是走了，提示你不断地打开和关闭你的百叶窗，这样你就可以阅读你的计算机 屏蔽还是阻止你的作品褪色？不久我们就会把这个特殊的问题载入史册，这要感谢电致变色玻璃(“智能”玻璃)，按下一个按钮，它就会从亮变为亮(从透明变为不透明)并再次变回亮。相对来说，它非常简单，非常方便(不要再推诿了！)并且拥有巨大的环境的 好处。它到底是如何工作的？让我们仔细看看！

忘记窗帘，忘记百叶窗！由电致变色玻璃制成的“智能窗户”可以从透明变成不透明，只需轻轻一按开关又会变回透明。有些是由特殊玻璃制成的；有些是加在普通玻璃上的塑料薄膜。

电致变色窗口如何工作:向外部触点(导体)施加电压，锂离子(此处显示为蓝色圆圈)从最里面的电极移动到最外面的电极(在此图中从左到右)。窗户反射更多的光，透射更少，导致它看起来不透明(暗)。这些层是非常薄的涂层，被添加到被称为基底的一块很重的玻璃或塑料上(为了清楚起见，这里没有示出)。

其他技术

锂离子电池到此为止，还有哪些技术可用？以下是其中的一些:

我们可以使用电致变色材料(一种染料)，当电流通过它时，它会改变颜色，而不是在电极层之间放置隔板。这类似于光致变色太阳镜，但在精确的电气控制下。电化学工作的化学染料包括小提琴家，它在透明和蓝色或绿色之间可逆地变化。

我们可以使用纳米晶体(例如纳米技术，它在原子尺度上工作，大约比我们所说的微观尺度小1000倍),以大致类似的方式让更多或更少的光通过智能窗口。

配置

不同类型的电致变色窗具有不同的配置，但是大多数具有几个不同的层。在一个以Halio品牌出售的流行设计中，有六个独立的表面。电致变色层夹在两层PVB(聚乙烯醇缩丁醛)聚合物之间，两侧是热钢化玻璃。然后是绝缘层，一个低e涂层，最后是一层内部玻璃。电致变色装置也可以通过各种方式定制，外层更厚以确保安全性或耐候性，不同的低辐射涂层，或多或少的绝缘等。有些可以通过智能手机应用程序自动控制，或者连接到屋顶吡喃计(太阳传感器)所以当阳光足够强烈时，你的窗户会自动变暗。

粘贴式电致变色薄膜

到目前为止，我们所看到的智能窗户通常是作为独立的单元安装的:你花了很大的代价用特制的镀膜玻璃覆盖了一整扇窗户。你还可以以稍微便宜的方式获得智能窗技术:像Sonte和Smart Tint这样的制造商制造出薄的、自粘的、粘着的电致变色薄膜，你可以将它应用到现有的窗户上，并通过简单的智能手机应用程序打开和关闭。

电致变色薄膜使用的技术类似于液晶显示器，它使用液晶，在精确的电子控制下，来改变多少光可以通过。当电流接通时，晶体像打开的百叶窗一样排成一行，让光直接流过；关闭后，晶体会随机定向，散射从任意方向穿过的光线，从而使窗户变得不透明。表演令人印象深刻。根据Smart Tint的说法，当光线清晰时，它的薄膜可以透射大约98%的光线，当光线下降到大约三分之一时，它可以在不到一秒钟的时间内切换到不透明状态；它们已经被测试过300万次来回切换。

电致变色薄膜如何工作:薄膜包含液晶(蓝色)。当电流关闭时，晶体指向随机方向，散射入射光，使薄膜变得不透明。当电流打开时，晶体像打开百叶窗一样对齐，让几乎所有的光线通过。

电致变色窗户有什么好与坏？

优势

智能窗口听起来像是一个噱头，但它们有一个巨大的环境的受益。在黑暗的状态下，它们几乎反射掉所有(约98%)照射在它们身上的光线，因此它们可以大幅降低对空调的需求(包括安装空调的巨大成本和日常运行成本)。(一家制造商View Glass估计，电致变色玻璃可以减少大约20%的冷却和照明能耗。)因为它们是电动操作的，所以可以很容易地有智能家居系统或者阳光传感器，不管楼里有没有人。据美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的科学家称，像这样的窗户可以节省建筑总能耗的8%；他们只用少量的电就能从黑暗转换到光明(100个窗户使用的能量相当于一个窗户的能量白炽灯)所以使ahuge网整体节能。智能窗户的其他好处包括按下开关时的隐私(不再用笨拙的、灰尘多的窗帘和百叶窗摸索)、方便(自动变暗窗户可以防止室内装潢和图片褪色)以及提高安全性(电动窗帘是出了名的不可靠)。

火辣的东西！这种热(红外线的)图片显示了当你把车停在阳光直射的地方时，它有多热:颜色表示温度，红色和黄色最热，蓝色最冷。安装在汽车上的电致变色玻璃可能有助于解决这个问题。当你停车的时候，你只需要轻轻一按开关就可以让车窗变暗，当你回来的时候，车会变得又好又酷！照片礼仪美国能源部。

缺点

众所周知，印刷有电极和奇特金属涂层的玻璃安装成本将是普通玻璃的几倍:一扇大型智能窗户通常每平方英尺约500-1000美元(约500-1000美元)。还有关于这种材料有多耐用的问题，目前的玻璃在10-20年后性能会下降(比大多数房主从传统玻璃中预期的寿命要短得多)。当前窗口的另一个缺点是从透明到不透明再到透明需要时间。一些技术可能需要几分钟的时间(Halio为其玻璃报价三分钟从透明到完全变暗)，尽管粘贴式电致变色薄膜的速度要快得多，从透明到不透明的变化不到一秒钟。

未来智能windows将如何改进？

另一种可能是将电致变色窗户和太阳能电池这样黑暗的智能窗户就可以吸收这些能量并储存起来以备后用，而不是无用地反射走阳光。很容易想象窗户在白天捕捉一些落在上面的太阳能并储存起来电池它可以在晚上给你家里的灯供电，当然，一个窗户不可能是100%透明的，同时也是100%高效的太阳能电池板。传入的能量要么通过玻璃传递，要么被吸收和储存，但不是两者都有。一个兼作太阳能电池的窗口可能会涉及到双方的妥协:它将是一个相对较暗的窗口，即使它是透明的，并且在捕获能量方面比一个好的太阳能电池效率低得多。

有一点我们可以肯定的是，未来会看到更多的电致变色技术！