新加坡国立大学Lee Jim Yang组EES: 可选择性调控可见光与热的智能窗新突破

【引言】

目前建筑能源消耗 （包括加热，通风，制冷， 照明）约占世界能源消耗的30-40%，电致变色玻璃通过动态的控制太阳光的透过率， 已经成为一种降低建筑能源消耗的绿色科技之一。 近年来， 可选择性调控可见光与热的新型电致变色玻璃成为研究的热点。 这种新型的电致变色玻璃可以实现对可见光与热的独立控制，从而进一步优化建筑的能源效率，减少建筑的能源消耗 。然而， 这种新型的电致变色玻璃尚处于研究的起步阶段， 仍然存在着许多题，例如：（1）较高的成本；（2）复杂的材料制备过程；（3）可见光与热的选择性差（4）较差的电致变色性能 （较低的光调制范围，较长的响应时间以及较短的循环寿命）。

【成果简介】

近日，新加坡国立大学Lee Jim Yang 教授课题组报道了一种基于Al³⁺ 嵌入/嵌出驱动的双波段电致变色玻璃。 这种双波段的电致变色玻璃不仅可以实现对可见光与热 （近红外）的有效独立控制，并且展现了优异的电致变色性能 – 高的光调制范围 （~90% 在350-2200 nm 范围内）；较快的响应时间； 高的着色效率以及优异的循环稳定性。此外， 作者还对Al³⁺ 嵌入/嵌出的机制以及性能改善的原因做了详细的分析和解释， 并且与Li⁺ 嵌入/嵌出做了详细的对比。该成果以题为“Al³⁺ intercalation/de-intercalation-enabled dual-band electrochromic smart windows with a high optical modulation, quick response and long cycle life”发表在国际知名期刊Energy & Environmental Science（影响因子：30.067），第一作者为张圣亮。

图文导读：(以下图片来自作者)

图1 . 单斜相 WO_3-x  纳米线的结构和形貌表征

图2. 电致变色性能，电化学性能以及Al³⁺ 嵌入/嵌出过程中的结构表征。

图3. 响应时间，着色效率，记忆效应和循环稳定性表征

图 4. 器件性能表征。

【文献链接】

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 教授课题组供稿，材料牛编辑整理。

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