电致变色型玻璃窗

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2019年第5期电致变色玻璃的分类及应用1.电致变色玻璃的分类按照电致变色材料的不同,电致变色玻璃可分为有机电致变色玻璃和无机电致变色玻璃。

(1)有机电致变色玻璃有机电致变色材料主要有聚噻吩类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等。

以紫罗精类为功能材料的电致变色材料已经得到实际应用,使用范围最广的液体电致变色材料是紫罗碱(二溴二庚基紫罗碱)的水溶液。

有机电致变色材料种类相对较多,并且具有成本低、循环性好、变色响应时间快和变换颜色种类多等优点。

但是,有机电致变色材料的化学稳定性和抗辐射能力较差,如果有机电致变色玻璃在室外(如天窗)应用,在紫外线的照射下,会大大影响器件的长期可靠性。

因此,有机电致变色玻璃在未来建筑节能上应用的可能性较小,更适合作为室内装饰用的玻璃材料。

(2)无机电致变色玻璃无机类电致变色材料一般使用过渡金属或其衍生物。

其根据材料的变色特性的不同又可分为阴极着色和阳极着色材料。

阴极着色材料,需要在材料端加负电压使金属阳离子变成低价还原态时着色,而在高价氧化态时无色,包括WO 3、M0O 3、Nb 2O 5、TiO 2等。

而阳极着色材料则正好相反,金属阳离子在高价氧化状态下时着色,而在低价还原状态下则呈无色态,包括NiO x 、IrO x 、Co 2O 3、Rh 2O 3、MnO 2等。

在阴极致变材料中,电子从负电极侧进入电致变色层中,但它不能透过绝缘的离子导体层再进入到离子存贮层,而阳离子从离子存贮层一侧,通过离子导体层进入MOy 电致变色层,形成AxMOy,器件开始着色,可见光透射率降低。

加反向电压后,A 从AxMOy 膜中抽离出来回到离子存贮层,e 则从AxMO,层中退回到阳极,阴极电子进入离子存贮层与A 中和,保持电中性,器件颜色退回到透明状态。

因此,电致变色是电极的反复转向中不断地发生着褪色的可逆变化。

目前,无机电致变色玻璃所采用材料的典型代表是WO 3,其结构一般由直接沉积TCO 膜的两片导电玻璃,其中一片镀有一层厚约300nm 阴极变色的电致变色材料(EC );另一片镀有厚度几乎相同的阳极变色的电致变色材料作为离子储存层(CE )。

电控玻璃原理
电控玻璃，又称智能玻璃或变色玻璃，是一种能够根据外界光照或电流信号来改变透明度的特殊玻璃材料。

它的原理是基于电磁光学效应和电致变色效应，通过在玻璃表面涂覆特殊的材料或在玻璃内部添加特殊的电子控制层，使得玻璃的透明度可以随着外界条件的变化而自动调节。

电控玻璃的原理主要包括以下几个方面：
1. 电磁光学效应。

电磁光学效应是指在电磁场的作用下，物质对光的折射率发生变化的现象。

通过在玻璃表面涂覆一层电介质薄膜，利用外加电场改变薄膜的折射率，从而控制玻璃的透明度。

当电场施加到玻璃表面时，电介质薄膜的折射率会发生变化，使得玻璃的透明度发生相应的改变。

2. 电致变色效应。

电致变色效应是指在外加电场的作用下，材料的颜色发生变化
的现象。

通过在玻璃内部添加特殊的电子控制层，当外加电场施加到玻璃上时，电子控制层的颜色会发生变化，从而改变玻璃的透明度。

这种原理主要应用于智能调光玻璃，可以根据外界光照的强弱自动调节玻璃的透明度，达到节能环保的效果。

3. 控制系统。

除了电磁光学效应和电致变色效应，电控玻璃的原理还涉及到一个重要的部分，即控制系统。

控制系统是用来控制电场的施加和调节的，可以根据外界光照、温度、湿度等参数来自动调节玻璃的透明度，也可以通过人工控制来实现玻璃的变色。

总的来说，电控玻璃的原理是基于电磁光学效应和电致变色效应，通过控制外加电场或电子控制层的状态来改变玻璃的透明度。

它可以应用于建筑、汽车、航空航天等领域，具有节能环保、舒适安全的特点，是一种非常具有发展前景的新型材料。

11 智能变色窗1.简介1.1 智能变色窗概述智能变色窗是一种采用先进技术和材料制造的窗户，其特点是可以根据外界光线自动调节窗户的透光度和隐私性。

它利用智能光敏感材料和电子控制系统，可以根据环境光线的强弱来调整窗户的颜色。

智能变色窗可以广泛应用于建筑、汽车以及办公场所等领域。

2.技术原理2.1 智能光敏感材料智能变色窗采用了先进的光敏感材料，如电致变色材料或磁致变色材料。

这些材料在不同电压或磁场的刺激下，能够改变其透光性和颜色。

2.2 电子控制系统智能变色窗配备了集成电路和传感器，通过感知外界光线的强弱来控制和调节电致变色或磁致变色材料的状态。

电子控制系统可以根据事先设定的参数和模式来实现窗户的智能调节。

3.功能特点3.1 自动调节透光度智能变色窗可以根据外界光线的强弱，自动调节窗户的透光度。

在强光下，窗户可以减少光线的透射，降低室内的亮度和热量，提供更好的遮光效果。

在弱光下，窗户可以增加光线的透射，增加室内的亮度，提供更好的采光效果。

3.2 保护隐私性智能变色窗可以根据需要调节窗户的透明度，以保护室内的隐私性。

在需要隐私的场合，窗户可以调整为不透明状态，阻挡外界的视线。

在不需要隐私的场合，窗户可以调整为透明状态，提供更好的视野和景观观赏。

3.3 节能环保智能变色窗可以根据外界光线的强弱自动调节窗户的透光度，减少室内的能耗和照明需求。

在强光下，窗户减少光线的透射，降低室内温度，减少空调负荷。

在弱光下，窗户增加光线的透射，提高室内的亮度，减少人工照明的使用频率。

4.应用领域4.1 建筑领域智能变色窗可以应用于各类建筑，如住宅、商业楼和办公楼等。

它可以提供优良的采光和隐私控制效果，改善室内环境舒适度，减少能耗和 carbon emissions。

4.2 汽车领域智能变色窗可以应用于汽车领域，替代传统的车窗玻璃。

它能够根据外界光线和驾驶员的需求，自动调节窗户的透光度和隐私性，提供更好的驾驶体验和安全性。

调光玻璃的原理
调光玻璃是一种能够根据需要来调节透明度的特殊玻璃材料，其原理是基于电激发效应。

在调光玻璃的构造中，夹层中夹有一层电致变色膜，内外两侧分别连接有电极。

当施加电压时，外侧电极与内侧电极之间形成电场。

在无电场作用下，电致变色膜是无色透明的。

然而，当施加电压时，电场会导致电致变色膜内的离子发生迁移，使其结构发生改变，从而导致光的散射，降低透明度。

进一步调节电场的强弱，可以控制电致变色膜与玻璃表面之间的光散射程度，从而调节调光玻璃的透明度。

当电场较弱或无电场时，电致变色膜微弱散射光，玻璃呈现出高透明度。

当电场增强时，电致变色膜的散射效果增加，使玻璃变得半透明或不透明。

调光玻璃的透明度调节是通过改变电场强度而实现的，通常可以使用开关或遥控器来控制电场的通断，进而调整玻璃的透明程度。

这种原理使得调光玻璃在建筑、汽车等领域得到了广泛的应用，能够提供隐私保护、阳光控制等功能。

变色玻璃的控制原理变色玻璃是一种具有色彩变化能力的特殊玻璃产品，它可以根据光照强度或电流等外部因素的变化，实现自动调节或手动控制颜色的变化。

其控制原理主要有以下几种类型：1. 电致变色玻璃：电致变色玻璃是利用电压在玻璃片表面形成致密度极高的银离子层，通过改变电场使银离子充电或释电来实现颜色的变化。

该技术是通过在两端施加电压，引起玻璃当中的骨架发生结构变化，改变其电学性质，从而改变光的传播方式。

当施加电压时，银离子浓度变化，导致光的吸收和透过性质发生变化，进而实现玻璃的变色。

2. 热致变色玻璃：热致变色玻璃是根据电流加热玻璃中的导电层来改变颜色。

该技术主要是通过改变电导率和热阻等特性来实现玻璃的变色。

当电流通过导电层时，会导致导电层产生热量，进而改变热致玻璃的温度，从而实现颜色的变化。

3. 紫外线致变色玻璃：紫外线致变色玻璃是利用紫外线照射玻璃表面，使其内部的染色剂分子发生结构改变，从而实现颜色的变化。

该技术主要是通过在玻璃表面涂上能够吸收紫外线的染色剂来实现变色效果。

当紫外线照射到玻璃时，染色剂分子会吸收紫外线能量，从而改变其分子结构，进而改变玻璃的颜色。

4. 光电致变色玻璃：光电致变色玻璃是利用光电效应来实现颜色的变化。

该技术是通过在玻璃中加入光电材料，当光照射到玻璃表面时，光电材料可以吸收能量并释放电子，从而改变玻璃的颜色。

通过调节光线的强度和频率，可以控制光电致变色玻璃的颜色。

总之，变色玻璃的控制原理涉及电致、热致、紫外线致和光电致等多种方式。

不同原理的变色玻璃采用不同的技术和材料，但目标都是通过改变玻璃的物理或化学性质来实现颜色的变化。

这些变化能够根据外界环境或人工干预来自动或手动地控制，从而满足不同场景和需求的变化效果。

河南建材201812020年第6期电致变色玻璃的研究进展刘鉴宁天津工业大学材料科学与工程学院（300387）摘要:电致变色玻璃是由透明导电层、离子储存层、电致变色层和电解质层所构成。

当两个透明导电层通电后，离子和电子会共同注入电致变色层中，导致其发生颜色变化。

此时的离子存储层主要是储存变色层反应时相应的反离子，维持体系中电荷的平衡。

文章主要综述了电致变色玻璃的研究进展，并对其应用发展提出了展望。

关键词:电致变色玻璃；离子储存层；电解质层；电致变色层0前言电致变色玻璃的核心结构主要包括:电致变色层、离子储存层和电解质层。

电致变色玻璃是一种在电流和电压的作用下能够可逆地调节光的透射率和反射率的功能性玻璃。

当电致变色玻璃的颜色发生变化时,其改变了可见光的透过率,实现了智能调节的功能[1]。

通过对比电致变色玻璃和传统型玻璃可以发现,电致变色玻璃可以有效地减少能量流失,更具有发展前景[2]。

1电致变色玻璃结构1.1透明导电层透明导电层(简称TC)的主要作用是在电致变色层发生变色时提供电子,因此对透明导电层具有良好的导电效果[3]。

1.2电致变色层电致变色层(简称EC)是器件变色过程中的重要组成结构,一般制备电致变色的材料要具备灵敏度高、可循环性良好等优势,其中,制备电致变色层的材料主要可以分为两大类:有机变色材料和无机变色材料。

1.3电解质层电解质层(简称IC)的主要作用是为离子(如H+、Li+等小半径阳离子)在变色层和储存层之间的传输提供通道和介质[4]。

离子传输速率的快慢取决于电解质层的离子导电能力,因此电解质层的材料一般要求有较高的离子导电率和电子电阻率,这表明电解质层既能传输导电离子又能阻止电子的通过。

到现在为止,研究较多的电解质材料有:液态电解质、固态有机电解质和凝胶电解质。

液态电解质由于它的易于泄露、交通不便等缺点已经基本被淘汰。

固态有机电解质的导电率太低,无法满足实际的要求,故使用的范围也十分有限。

变色玻璃原理
变色玻璃是一种能够根据光线强度自动调节颜色的玻璃。

它的原理是基于电致变色效应和光致变色效应。

电致变色效应是指在电场作用下，材料的光学性质发生变化。

变色玻璃中的电致变色效应是通过在玻璃中加入一定浓度的金属离子实现的。

这些金属离子可以在电场作用下发生氧化还原反应，从而改变其电荷状态，进而改变材料的光学性质。

在电场作用下，玻璃呈现出深浅不一的颜色。

光致变色效应是指在光照作用下，材料的光学性质发生变化。

变色玻璃中的光致变色效应是通过在玻璃中加入一定浓度的银离子实现的。

这些银离子可以在光照作用下发生氧化还原反应，从而改变其电荷状态，进而改变材料的光学性质。

在光照作用下，玻璃呈现出深浅不一的颜色。

变色玻璃的颜色变化是由电场和光照共同作用的结果。

在光照作用下，银离子发生氧化还原反应，使玻璃呈现出一定的颜色。

当电场作用于玻璃时，金属离子发生氧化还原反应，从而改变玻璃的光学性质，使其颜色发生变化。

通过调节电场和光照的强度和时间，可以控制变色玻璃的颜色变化。

变色玻璃的应用非常广泛，例如建筑、汽车、航空航天等领域。

在建筑领域，变色玻璃可以根据太阳光的强度自动调节颜色，从而降低室内温度，提高能源利用
效率。

在汽车领域，变色玻璃可以根据驾驶员的需求自动调节颜色，提高行车安全性。

在航空航天领域，变色玻璃可以根据飞行高度和太阳辐射强度自动调节颜色，保护机组人员的视力。