电致变色玻璃在建筑节能应用与发展.PDF

建筑玻璃与工业玻璃2013，№8 电致变色玻璃在建筑节能应用与发展 河北省沙河玻璃技术研究院 淮旭光 李娜 王文田 王兵兵 栾晓波 程金树 摘要：电致变色玻璃在建筑物和汽车等方面具有广阔的应用前景与市场潜力。基于国内外的研究现 状，阐述了电致变色玻璃的基本结构，对电致变色层的各种材料进行了总结，详述了有机类和无机类 电致变色窗的 目前市场状态和应用，展望了电致变色玻璃的发展趋势和应用前景。结合电致变色玻 璃的基本结构，评述 目前 电致变色材料在建筑玻璃上大面积应用的局限性和前景。指出大尺寸电致 变色玻璃是发展方向，而材料是制约大尺寸电致变色玻璃生产的重要因素。 关键词 ：电致变色 灵巧窗 玻璃 ： 0引言 透明电极，通常采用的透明导电层材料有氧化铟锡 近年来节能低碳材料已成为的研究热点，具有阳 (ITO)、掺铝氧化锌(AZO)膜等。离子储存层(CE)起离 光辐射控制功能的窗户玻璃越来越受到科研人员的 子平衡作用，用于提供和储存变色所需的离子，一般 重视，在商业建筑、大型建筑和高档住宅等方面都有 使用可逆氧化还原物质。离子导体层(ic)用于传导 很大的应用前景。目前能够应用在阳光控制玻璃的 变色反应过程中所需的离子。电子变色层(EC)是整 技术 …有电致变色技术、气致变色技术、光致变色技 个电致变色玻璃的核心，是变色反应发生层。 术、热致变色技术、液晶技术等，其中电致变色技术 最具有实现大面积产业化应用的潜力。最早在 1969 玻璃基材G 年，S．K．Deb首次发现了无定形WO 薄膜具有电致 透明导 电层 TC2 变色性能，并提出了 “氧空位色心”机理，由此开启了 离子存储层CE 电致变色的研究。20世纪80年代美国科学家c．M． 离子导体层 IC 电致变色层EC Lampe~和瑞典科学家C．G．Granqvist等人 口’，提 透明导电层 TC1 出了以电致变色膜为基础的一种新型节能窗，即灵巧 玻璃基材G 节能调光窗(sma~window)。1994年德国人利用电致 变色新技术制成了欧洲第一面利用电致变色可控制 图 1 电致变色玻璃的基本结构]L-_] 的玻璃外墙 6【】。2007年 PPGAerpospace公司展示出 用于电致变色层的电致变色材料通常分为无机 应用在波音 787飞机上的电致变色窗材料，由暗到亮 材料和有机材料两大类 哆l。无机电致变色材料的典 共有 5个不同级别 。使用电致变色技术制备的玻 型代表是WO，，目前市场上已经出现多种以WO 为 璃材料在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，可 功能材料的电致变色器件。此外，MoO、TiO 和NiO 以有效的控制外界的热辐射和 内部的热扩散，减少建 也 日益受到研究人员的重视 ，是具有应用前景的下一 筑为保持室内温度必须消耗的大量能源 ，具有巨大市 代 电致变色材料。有机电致变色材料主要有聚噻吩 场应用前景。 类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化 1电致变色玻璃的基本结构 合物等。以紫罗精类为功能材料的电致变色材料已 电致变色玻璃的基本结构都是由两片玻璃基材 经得到实际应用，使用范围最广的液体电致变色材料 和夹在其中的五层薄膜材料构成，如图 1所示，透明 是紫罗碱(二溴二庚基紫罗碱)的水溶液。 导电层(TC)与玻璃