智能窗---二氧化钒VO2热致变色光学性能的典型应用

智能窗-二氧化钒VO2热致变色光学性能的典型应用

来源：广州宏武材料科技有限公司发布时间：2023-03-09浏览量：次

科学家提出了智能窗(Smart Window)的概念，即可对进入建筑物的热能和光具有一定调节功能的窗户。智能窗是一种由基材（玻璃或其他透明材料等）和调光物质所组成的光学器件，它能在一定的物理化学因素，比如光照、电磁辐照、电场、气体、温度等激发下，在太阳光谱的某些区段发生着色或褪色反应，引起调光物质光学特性改变，从而光谱选择性地吸收或反射太阳辐射，达到屏蔽紫外线、调节进入室内阳光强度和室内外的热交货、降低制冷制热能耗和减少碳排放等目的。

根据其激励方式的不同，智能窗可分为热致变色、气致变色和电致变色三大类。其中电致变色和热致变色智能窗是目前研究的热点，相比较而言热致变色智能窗具有结构简单、无需耗能，可自动感知周围环境温度的变化而对光透过率进行动态调整等优势。二氧化钒(VO2)是目前研究最广泛的无机热致变色材料。二氧化钒热致变色型智能窗能够吸收90%以上的紫外线（如果添加紫外吸收剂，吸收率可达99%），在基本不影响可见光透过率的情况下，可以根据外界温度的变化，调节太阳光红外部分透过率。

基于这一应用，关键问题就在于如何让相变温度接近室温，一般通过掺杂法来降低VO2的相变温度。掺杂法是降低VO2相变温度的主要手段，原理是使掺杂离子取代钒离子或氧离子来破坏钒离子之间的同极结合。由于钒粒子的同极结合的减少，VO2半导体相变活跃，导致半导体态-金属态的转变温度降低。

纯相VO2二氧化钒, 相变温度68℃
VO2-掺钨量1%，相变温度43℃
VO2-掺钨量1.5%，相变温度30℃

VO2-掺钨量2%，相变温度20℃

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