日前，南京工業(yè)大學(xué)黃維院士、秦天石教授課題組共同研發(fā)出了全幅面變色智能窗。這種窗戶不僅可以隨著太陽光的強弱而自動調(diào)節(jié)光線強度與色彩的深淺，改善室內(nèi)采光;還能將酷熱的太陽光直射溫度降低超過9℃；而且，這種智能窗還能實現(xiàn)100%的有效空間利用率。
近年來，可動態(tài)調(diào)節(jié)透光度、選擇性吸收紫外或紅外波段的智能窗在建筑物、汽車、飛機等領(lǐng)域展現(xiàn)出較大的應(yīng)用潛力。目前，單片式高度集成的變色智能窗不能實現(xiàn)100%的有效空間利用率，并且會阻擋部分可見光透過智能窗，從而影響到室內(nèi)照明。
針對這一問題，研究人員采用自主研發(fā)的全透明鈣鈦礦光伏層，而且整體采用垂直串聯(lián)的方式，從而實現(xiàn)了100%的有效空間利用率。
更重要的是，課題組設(shè)計了一種基于鹵素離子交換的方法，將鈣鈦礦光伏層浸泡在特定的化學(xué)溶劑中，根據(jù)浸泡時間的長短來對化學(xué)材料中各組分的比例進(jìn)行調(diào)控，從而使得這種光伏層材料實現(xiàn)高達(dá)76%的透光率。該方法還能使智能窗根據(jù)不同的太陽光照強度展現(xiàn)出不同深度的顏色，根據(jù)不同天氣自動適應(yīng)調(diào)節(jié)室內(nèi)采光。
同時，這種智能窗在紅外光波段也有調(diào)節(jié)功能，能對紅外線進(jìn)行調(diào)控，變色智能窗通過吸收一部分的紅外光，減少紅外光的透入，從而能使室內(nèi)溫度降低超過9℃，極大降低了室內(nèi)對空調(diào)降溫的能耗需求。
秦天石課題組提供了一種制備高透光度智能窗的有效方法，顯著提高了智能窗的光學(xué)性能，對實現(xiàn)全幅面高對比度穩(wěn)定的智能窗具有重要意義。未來，智能窗的成果將廣泛應(yīng)用于建筑物、汽車、飛機等領(lǐng)域，在防眩目、護(hù)目鏡、視覺頭盔等軍用領(lǐng)域也有廣闊應(yīng)用前景。
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