Электрохромные пленки: Электрохромная пленка | inter-systems.ru

Электрохромные покрытия — ИПЛИТ РАН

В настоящее время интенсивно
разрабатываются новые технологии получения электрохромных тонкопленочных
покрытий на гибких полимерных подложках, обладающих хорошо регулируемыми оптическими
характеристиками. Такие покрытия претерпевают обратимое окрашивание под
действием приложенного электрического поля или электрического тока. Электрохромные
тонкопленочные покрытия с электроуправляемым светопропусканием могут быть
использованы в панелях отображения информации, фотовольтаических устройствах, смарт-стеклах.
Твердотельное электрохромное покрытие представляет собой электрохромную ячейку,
состоящую из последовательно нанесенных на подложку тонких пленок: прозрачного
проводящего оксида, электрохромного оксида, ионопроводящего материала и прозрачного
проводящего оксида.

ТОНКИЕ ПЛЕНКИ ЭЛЕКТРОХРОМНОГО ОКСИДА WO₃

В качестве
электрохромного слоя твердотельного электрохромного покрытия нами
используются пленки WO₃,
которые обладают электрохромными свойствами в широком диапазоне длин волн от УФ
до длинноволновой ИК области спектра в зависимости от величины и знака
прикладываемого напряжения.   Электрохромные
тонкопленочные покрытия на основе пленок WO₃ обладают более быстрым
временем срабатывания при изменении напряжения и большей эффективностью
окрашивания по сравнению с устройствами, основанными на других неорганических
электрохромных материалах.

Методом импульсного лазерного осаждения из металлических мишеней вольфрама при комнатной температуре на кварцевых и с-сапфировых подложках получены аморфные диэлектрические пленки WO₃ с шероховатостью поверхности 4 — 5 нм.Исследованы спектры пропускания пленок WO₃ в диапазоне спектра от 400 до 2000 нм в зависимости от типа подложки и давления кислорода в процессе роста. Установлена зависимость параметров полученных пленок от давления кислорода в процессе роста. Пропускание пленок WO₃ увеличивается от 40% до 75% в видимой и УФ области, а в ИК области  от 10% до 70% при изменении давления кислорода в процессе роста пленок от 20 мторр до 60 мторр. Ширина запрещенной зоны пленок WO₃ меняется от 3,01 эВ до 3,34 эВ для пленок на сапфировых подложках и от 2,95 эВ до 3,42 эВ для пленок на кварцевых подложках с увеличением давления кислорода в процессе роста и слабо зависит от типа подложки.

Публикации:

• О.А. Новодворский, Л.С. Паршина, О.Д. Храмова, А.А. Яруков, Д.С. Гусев, Ф.Н. Путилин, Низкотемпературный лазерный синтез тонких электрохромных пленок WO₃,  Неорганические материалы, №4, 2020
• L. S. Parshina, O. A. Novodvorsky, O. D. Khramova, PLD of thin electrochromic WO₃ films at room temperature, Journal of Physics: Conference Series, Vol.1347, (5pp), 2019
• L. S. Parshina, O. A. Novodvorsky, O. D. Khramova, A. A. Lotin, P. A. Shchur / PLD of thin WO₃ films for solid-state electrochromic cells // Journal of Physics: Conference Series, Vol.1164 P. 012003(5pp), 2019 (doi:10.1088/1742-6596/1164/1/012003)
• Л.С. Паршина, О.А. Новодворский, О.Д. Храмова, А.А. Лотин, П.А. Щур, Влияние давления кислорода на характеристики тонких пленок WO₃, полученных при комнатной температуре методом импульсного лазерного осаждения, Сборник материалов Четвертого междисциплинарного научного форума с международным участием «Новые материалы и перспективные технологии», 27 — 30 ноября 2018 г. Москва, ТОМ I, С. 417-419

ПЛЕНКИ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО
ЭЛЕКТРОЛИТА LiCoO₂

В стандартном электрохромном устройстве в качестве
ионопроводящего слоя, пропускающего ионы и блокирующего ток электронов, обычно используется
жидкий полимерный электролит. Жидкие полимерные электролиты обладают хорошими
транспортными возможностями для ионов H⁺ и Li⁺. Однако,
они оказывают разрушающее влияние на прилегающие слои электрохромного
устройства, что приводит к  его расслаиванию
и усадке. Кроме того, полимерные электролиты разрушаются при низких
температурах окружающей среды. В настоящее время разрабатываются технологии
получения твердотельных тонкопленочных электролитов из неорганических оксидов
металлов для создания полностью твердотельных электрохромных устройств. По
сравнению со стандартными электрохромными устройствами полностью твердотельные,
даже большой площади, будут более долговечными и надежными. Неорганические
электролиты являются идеальными кандидатами для изготовления твердотельных
электрохромных устройств без образования пузырьков и проблем герметизации между
соседними слоями. Такие электролиты обладают высокой стабильностью в широком
диапазоне температур и стойкостью к воздействию ультрафиолетового излучения. Одним
из таких кандидатов является LiCoO₂ благодаря своим
электрохимическим свойствам, связанными с интеркаляцией / деинтеркаляцией ионов
Li⁺, что позволяет ему служить превосходным поставщиком и проводником
ионов в полностью твердотельном электрохромном устройстве.

Методом импульсного лазерного осаждения на подложках с— сапфира и кремния n— и p— типа получены тонкие ионопроводящие пленки LiCoO₂ толщиной от 10 до 100 нм. Пленки синтезированы из составных мишеней LiCoO₂:Li₂O с концентрацией Li₂O 5 и 10 % при температуре подложки от 25 до 500 °С. Исследованы оптические, электрические свойства и морфология поверхности полученных пленок в зависимости от типа подложки и температуры осаждения. Шероховатость поверхности пленок LiCoO₂ слабо зависела от типа подложки и увеличивалась от 7 до 35 нм при уменьшении температуры подложки от 500 до 25 ºС соответственно. Пропускание пленок LiCoO₂ увеличивалось в среднем на 30 % во всем исследуемом диапазоне спектра от 200 до 1000 нм при изменении температуры подложки от 25 до 500 °С. Пленки LiCoO₂, осажденные на подложки с— сапфира, обладают диэлектрическими свойствами.

Публикации:

• Храмова О.Д., Паршина Л.С.,
  Новодворский О.А., Михалевский В.А., Черебыло Е.А. / Влияние условий лазерного
  синтеза на оптические и электрические свойства тонких пленок LiCoO2 // ЧАСТЬ I
  Тезисы докладов XIV Российской конференции по физике полупроводников 9-13
  сентября 2019 г. Новосибирске с. 136
• L. Parshina, О. Novodvorsky, O. KhramovaLaser synthesis of the LiCoO₂
  thin films// Book of Abstracts of «The 27th International Conference on
  Advanced Laser Technologies» (ALT’19), 15.09.2019 -20.09.2019, Prague, Czech
  Republic, P. LP-PS-4
• Паршина Л.С., Новодворский
  О.А., Храмова О.Д., Лотин А.А., Черебыло Е.А., Михалевский В. А., Щур П.А. /
  Импульсное лазерное осаждение пленок LiCoO2 как твердотельного электролита для
  электрохромных устройств // VIII Международная научная конференция «Актуальные
  проблемы физики твердого тела» ФТТ-2018, г. Минск, Беларусь 24-28 сентября 2018
  г., Т. 2, с. 82-84.

ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОХРОМНЫЕ ЯЧЕЙКИ НА ОСНОВЕ WO₃ И LiCoO₂ Методом импульсного лазерного осаждения при комнатной температуре подложки создана тонкопленочная электрохромная ячейка на основе WO₃ с жидким электролитом. Пропускание ячейки в диапазоне спектра от 300 нм до 900 нм уменьшается на 30 % при напряжении 2,5 В за время окрашивания порядка двух минут.

Схема твердотельной электрохромной ячейки с жидким электролитомСпектр пропускания твердотельной электрохромной ячейки с жидким электролитом:
1- осветленное состояние, 2- окрашенное состояние при приложении напряжения 2,5 В к платиновому электроду. На вставках приведены фотографии электрохромной ячейки в осветленном и окрашенном состоянии.

Планируется создание на гибкой полимерной подложке полностью твердотельной электрохромной композиции состава: прозрачный электрод (пленка прозрачного  проводящего оксида SnO₂:Sb) – электрохромный слой (пленка WO₃) – твердый ионный электролит (пленка LiCoO₂) – прозрачный электрод (пленка прозрачного  проводящего оксида SnO₂:Sb).

Публикации:

• О.А. Новодворский, Л.С. Паршина, О.Д. Храмова, А.А. Яруков, Д.С. Гусев, Ф.Н. Путилин, Низкотемпературный лазерный синтез тонких электрохромных пленок WO₃,  Неорганические материалы, №4, 2020
• L. S. Parshina, O. A. Novodvorsky, O. D. Khramova, PLD of thin electrochromic WO₃ films at room temperature, Journal of Physics: Conference Series, Vol.1347, (5pp), 2019

Электрохромные плёнки шириной 1820 мм появятся на рынке в ноябре

Купить окна

Купить окна

Просмотры12509Комментарии0

28-10-20112011-10-2812:59
Компания:

ОКНА МЕДИА

ОКНА МЕДИА

ОКНА МЕДИА

7 (495) 740 — 80 — 59

улица Малая Дмитровка, 24/2с2

/ Раздел: Бизнесу

Стеклопакеты

1

2011-10-28

2011-10-28

Компания Polytronix — ведущий частный производитель плёнок в мире, объявила о выпуске следующего поколения плёнок PolyvisionTM 1820 мм в ширину, которые используются в производстве электрохромного стекла, сообщает портал ОКНА МЕДИА.

На сегодня это самая большая ширина электрохромной жидкокристаллической (PDLC) пленки когда-либо предлагаемой на рынке, с максимальным размером до 1820мм х 3500мм. PDLC пленка – это структура, которая состоит из двух прозрачных токопроводящих пленок, содержащих между собой жидкие кристаллы. Находясь в состоянии покоя, жидкие кристаллы  располагаются хаотично, рассеивая проходящий свет, а пленка становится непрозрачного молочно белого цвета. В процессе подключения напряжения порядка 60-80В к контактам пленки происходит процесс рекомбинации жидких кристаллов по линиям электрического поля, при этом пленка меняет свои свойства и начинает пропускать свет, становясь полностью прозрачной.

Команда Polytronix R & D работала над созданием такой крупногабаритной плёнки, которая сегодня воплощает новейшие технологии PDLC за последние 2 года. Она превзошла все исторические рекорды технологии в промышленности, которая усиливает прозрачность (VLT) до 80% при включении, что на 5% выше  предыдущего рекорда, показанного плёнкой PDLC 1524 мм шириной. В компании уверены, что это новая веха в производстве плёнок PDLC.

Новое поколение крупногабаритной плёнки PolyvisionTM создаёт более широкое видение и лучший угол обзора, в то же время, её прозрачность будет гораздо выше, чем у соответствующих продуктов на рынке, и она будет предлагать более высокую степень защиты частной жизни. Новые плёнки, предлагающие лучшие параметры производительности, будут полезны при проектировании современных сооружений.. Все эти усовершенствованные функции предложит лучший выбор для дизайнеров, архитекторов, проектировщиков и конечных пользователей.

Существует все больше и больше требований для применения более широких PDLC пленок для различных проектов по всему миру. Новое поколение крупногабаритных плёнок PolyvisionTM было выпущено в нужный момент, чтобы соответствовать требованиям маркетинга. Компания Polytron Technology, расположенная в Тайване,  является дочерним предприятием Polytronix, США. Бизнес плёнок PolyvisionTM распространён во всем мире, в том числе в России, за исключением Северной Америки.

Область применения электрохромной жидкокристаллической (PDLC) пленки неограниченна и может служить альтернативой тонировке оконного стекла, жалюзи и шторам; использоваться для конфиденциальных комнат, офисных и комнатных перегородок, -остекления фасадов; применяться для оформления выставок, витрин, музеев, библиотек и других общественных зданий.

Одним словом, более широкие размеры, более широкое применение.

Компания Polytronix начнет предлагать 1820-миллиметровую плёнку PolyvisionTM, начиная с 1 ноября 2011 года.

4701

Купить окна

Купить окна

Окна в вашем городе

+7 (800) 500-40-33

(звонки по России бесплатно)Рассчитать онлайнУслуга бесплатна

Как работают электрохромные (умные) окна?

Как работают электрохромные (умные) окна? — Объясните этот материал

Вы здесь:
Домашняя страница >
Домашняя жизнь >
Электрохромные (умные) окна

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 5 декабря 2022 г.

То видишь, то нет! У вас когда-нибудь был один из тех дней
когда Солнце не знает, взойдет оно или уйдет, подсказывает тебе
продолжать открывать и закрывать жалюзи, чтобы вы
может читать слова на экране компьютера или остановить
мебель от выцветания? Это будет незадолго до того, как мы отправим это
особая проблема для истории, благодаря прибытию
электрохромное стекло («умное» стекло), которое меняет цвет со светлого на
темный (от прозрачного до непрозрачного) и обратно одним нажатием кнопки. Это
относительно простой, удивительно удобный (не более блеклый
обивка!) и имеет огромный
экологические преимущества. Как именно
это работает? Давайте посмотрим поближе!

Фото: Забудьте о шторах, забудьте о жалюзи! «Умные окна» из электрохромного стекла превращаются из прозрачного в матовое и обратно по щелчку выключателя. Некоторые сделаны из специального стекла; некоторые из них представляют собой пластиковые пленки, добавленные поверх обычного стекла. Фотография технологии электрохромной пленки, сделанная Деннисом Шредером, Министерство энергетики США/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL). Идентификатор фотографии NREL № 24719.

Содержание

1. Что такое электрохромное стекло?
2. Как работает электрохромное стекло?
3. Наклеиваемые электрохромные пленки
4. Что хорошего и плохого в электрохромных окнах?
5. Как умные окна будут улучшаться в будущем?
6. Движущиеся ионы лития звучат немного знакомо?
7. Узнать больше

Что такое электрохромное стекло?

Стекло — удивительный материал, и наши здания были бы темными,
грязно, холодно и сыро без него. Но у него есть и свои недостатки. Это
пропускает свет и тепло, даже когда вы этого не хотите
к. В ослепительный летний день, чем больше тепла («солнечного усиления»),
входит в ваше здание, тем больше вам нужно будет использовать свой
кондиционер — ужасная трата
энергия, которая стоит вам денег и
наносит вред окружающей среде. Вот почему большинство окон в домах и
офисы оборудованы шторами или жалюзи. Если вы в
дизайн интерьера и реконструкция, вы можете подумать, что такая мебель
аккуратные и привлекательные, но в холодном, практическом, научном смысле они
неприятность. Давайте будем честными: шторы и жалюзи — это
технологический хлам, компенсирующий большой встроенный недостаток стекла:
он прозрачный (или полупрозрачный), даже если вы этого не хотите.

С начала 20 века люди привыкли к идее
здания, которые все больше автоматизируются. У нас есть электрические
стиральные машины для одежды,
посудомоечные машины,
пылесосы и многое другое. Так почему
не подходят нашим домам с электрическими окнами, которые могут меняться от прозрачного до
автоматически темнеет? Умные окна (также называемые именами
умное стекло, переключаемые окна и динамические окна) делают именно это, используя научную идею, называемую
электрохромизм, при котором материалы меняют цвет (или переключаются с
от прозрачного до непрозрачного) при подаче электрического напряжения на
их. Обычно умные окна начинают с голубоватого цвета и постепенно
(в течение нескольких минут) становятся прозрачными при прохождении через них электрического тока.

Фото: Электрохромное стекло меняет цвет под электрическим управлением: Слева: Здесь оно прозрачное и очень похоже на обычное стекло; Справа: приложите небольшое напряжение, и он станет непрозрачным (голубоватым и темным). Фотографии Уоррена Гретца предоставлены
Министерство энергетики США/Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE/NREL).

Как работает классическое электрохромное стекло?

Существует довольно много различных типов электрохромного стекла: некоторые просто затемняются (например,
фотохромные солнцезащитные очки, которые темнеют на солнце),
одни темнеют и становятся полупрозрачными, а другие становятся зеркальными и непрозрачными. Каждый тип основан на своей технологии, и здесь я подробно опишу только одну из них:
оригинальная технология, открытая доктором Сатьеном К. Деб в 1969,
и на основе движения ионов лития в оксидах переходных металлов (таких как оксид вольфрама).
[1]
(Литий, как вы, вероятно, знаете, наиболее известен как химический элемент внутри перезаряжаемых литий-ионных батарей.)

Обычные окна изготавливаются из цельного вертикального стекла и
стеклопакеты состоят из двух стекол, разделенных воздушной прослойкой
для улучшения теплоизоляции
и звукоизоляция
(чтобы сохранить тепло и шум с одной или другой стороны). Более сложные окна (с использованием
низкоэмиссионное теплоотражающее стекло) покрыты тонким слоем металлических химикатов, поэтому зимой в вашем доме будет тепло, а летом прохладно.
Электрохромные окна работают примерно так, только
покрытия из оксидов металлов, которые они используют, намного сложнее и
наносится процессами, аналогичными тем, которые используются при производстве
интегральные схемы (кремниевые компьютерные микросхемы).

Хотя мы часто говорим об «электрохромном стекле», такое окно может быть изготовлено из стекла или пластика (технически называемого «подложкой» или основным материалом), покрытого несколькими тонкими слоями в процессе, известном как напыление (точный способ нанесения тонких пленок одного материала на другой).
На его внутренней поверхности (лицом к вашему дому)
окно имеет двойной сэндвич из пяти ультратонких слоев: разделитель
посередине два электрода (тонкие электрические контакты) по обе стороны от сепаратора и
затем два прозрачных электрических контактных слоя по обе стороны от
электроды. Основной принцип работы включает литий
ионы (положительно заряженные атомы лития — с отсутствующими электронами), которые мигрируют туда и обратно между двумя электродами через сепаратор. Обычно, когда окно чистое, ионы лития
находятся в самом внутреннем электроде (это слева на схеме, которую вы
можно увидеть здесь), который сделан из чего-то вроде оксида лития-кобальта (LiCoO2). При подаче небольшого напряжения на
электроды, ионы мигрируют через сепаратор в
крайний электрод (тот, что справа на этой диаграмме).
Когда они «впитываются» в этот слой (который состоит из чего-то вроде поликристаллического
оксид вольфрама, WO3), они заставляют его отражать свет, эффективно делая его непрозрачным. Они остаются там сами по себе, пока напряжение не изменится на противоположное, что заставит их двигаться.
назад, чтобы окно снова стало прозрачным. Сила не нужна, чтобы
поддерживать электрохромные окна в их прозрачном или темном состоянии — только для изменения
их из одного состояния в другое.

Анимация: Как работает электрохромное окно: Подайте напряжение на внешние контакты (проводники) и ионы лития (показанные здесь синими кружками) перемещаются от самого внутреннего электрода к самому внешнему (слева направо на этой схеме) . Окно отражает больше света и пропускает меньше, в результате чего оно кажется непрозрачным (темным). Слои представляют собой очень тонкие покрытия, нанесенные на увесистый кусок стекла или пластика, известный как подложка (здесь не показан для ясности).

Рекламные ссылки

Другие технологии

Итак, ионно-литиевые, какие еще технологии доступны? Вот некоторые из них:

• Вместо того, чтобы размещать разделитель между электродными слоями, мы можем иметь электрохромный материал (краситель), который меняет цвет при прохождении через него тока. Это похоже на то, что происходит в фотохромных солнцезащитных очках, но
  под точным электрическим управлением. Химические красители, работающие электрохромно
  включают виологены,
  которые обратимо меняются между прозрачным и синим или зеленым.
  [2]
• Мы можем использовать нанокристаллы (пример нанотехнологии,
  который работает в атомном масштабе, примерно в 1000 раз меньше того, что мы называем микроскопическим)
  в целом аналогично, чтобы позволить большему или меньшему количеству света проходить через умное окно.
  [3]

Конфигурации

Различные типы электрохромных окон имеют разные конфигурации, но большинство из них имеют несколько разных слоев. В одном популярном дизайне, продаваемом под торговой маркой Halio, есть несколько поверхностей. Электрохромный слой зажат между двумя слоями полимера PVB (поливинилбутираль) с закаленным стеклом по обе стороны от него. Затем идет аргоновый изолирующий слой,
низкоэмиссионное покрытие, и, наконец, слой салонного стекла. Электрохромные блоки также могут быть настроены по-разному: с более толстыми внешними слоями для обеспечения безопасности или защиты от атмосферных воздействий, различными покрытиями с низким уровнем излучения, большей или меньшей изоляцией и так далее. Некоторыми из них можно управлять автоматически с помощью приложений для смартфонов или с помощью проводного подключения к крыше.
пиранометры (солнечные датчики), поэтому ваши окна автоматически затемняются, когда
солнечный свет достаточно силен.

Наклеиваемые электрохромные пленки

Умные окна, которые мы рассматривали до сих пор, обычно устанавливаются как автономные блоки: вы
установить целое окно со стеклом со специальным покрытием за большие деньги.
Вы также можете получить технологию «умных окон» в несколько более дешевой форме: производители
такие как Sonte и Smart Tint®, производят тонкую, самоклеящуюся и наклеивающуюся электрохромную пленку, которую вы можете наклеивать на существующие окна и включать и выключать с помощью простых приложений для смартфона.

В электрохромных пленках используется технология, аналогичная ЖК-дисплею.
использует жидкие кристаллы под точным электронным управлением, чтобы изменить количество пропускаемого света.
Когда ток включен, кристаллы выстраиваются в линию, как открывающиеся жалюзи, пропуская свет.
прямо через; выключены, кристаллы ориентируются случайным образом, рассеивая любой свет, проходящий через
в случайных направлениях, делая окна непрозрачными.
Спектакль впечатляет. Согласно Smart Tint,
его пленки имеют толщину 0,35 мм, пропускают около 98 процентов света, когда они чистые и
переключиться примерно за треть секунды на
их непрозрачное состояние, когда пропускаемый ими свет падает примерно на треть;
они были протестированы на переключение вперед и назад более 3 миллионов раз.
[4]

Анимация: Как работает электрохромная пленка: Пленка содержит жидкие кристаллы (синие). Когда ток выключен, кристаллы смотрят в случайных направлениях и рассеивают падающий свет, делая пленку непрозрачной. При включении тока кристаллы
выравниваются, как открывающиеся жалюзи, пропуская практически весь свет.

Что хорошего и плохого в электрохромных окнах?

Преимущества

Умные окна могут показаться диковинкой, но они имеют огромное
экологическая выгода. В своем непрозрачном состоянии они блокируют
практически весь (около 98 процентов) солнечный свет падает на них, поэтому
они могут значительно снизить потребность в кондиционировании воздуха (как
огромные затраты на его установку и ежедневные затраты на его эксплуатацию).
[5]
(View Glass, один из производителей, считает, что электрохромное стекло может разрезать
пиковое потребление энергии для охлаждения и освещения примерно на 20 процентов.
[6] )
Поскольку они работают от электричества, ими легко можно управлять с помощью системы умного дома.
или датчик солнечного света, независимо от того, есть ли в здании люди или нет.
По мнению ученых из Национального исследовательского центра Министерства энергетики США.
Лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL), такие окна могут сэкономить
до одной восьмой части всей энергии, потребляемой зданиями в Соединенных Штатах каждый год; они используют только крошечные
количества электричества для переключения с темного на светлый (100 окон используют
примерно столько же энергии, как один
лампа накаливания) поэтому сделайте
огромная чистая экономия энергии в целом.
[7]
Другие преимущества умных окон включают конфиденциальность в
щелчком выключателя (больше не нужно возиться с неуклюжим, пыльным
шторы и жалюзи), удобство (автоматическое затемнение окон
может спасти вашу обивку и фотографии от выцветания), и улучшенный
безопасность (занавески с электроприводом, как известно, ненадежны).

Фото: Горячие штучки! Это тепловое (инфракрасное) изображение
показывает, насколько сильно нагревается автомобиль, когда вы припарковываете его под прямыми солнечными лучами: цвета обозначают температуру: красный и желтый — самые горячие, а синий — самые низкие. Электрохромное стекло, устанавливаемое на автомобиль, может помочь решить эту проблему. Вы просто щелкнете выключателем, чтобы затемнить
окна, когда вы припарковались, и машина будет красивой и прохладной, когда вы вернетесь! Фото предоставлено
Министерства энергетики США.

Недостатки

Это факт, что стекло печатается электродами и причудливым металлом
покрытие обойдется в несколько раз дороже, чем
обычное стекло: одно большое интеллектуальное окно обычно входит в
около 500–1000 долларов (около 500–1000 долларов за квадратный метр или 50–100 долларов за квадратный фут).
[8]
Есть также вопросы о том, насколько долговечны материалы, с текущим
окна ухудшают свои эксплуатационные характеристики уже через 10–20 лет (намного
более короткая жизнь, чем большинство домовладельцев ожидает от традиционных
остекление).
[9]
Еще одним недостатком текущих окон является время, которое они занимают
переход от прозрачного к непрозрачному и обратно. Некоторые технологии могут занять несколько минут
(Halio указывает три минуты, чтобы его стекло полностью потемнело от прозрачного),
хотя наклеиваемые электрохромные пленки намного быстрее, переходя от прозрачного к непрозрачному и обратно за меньшее время.
чем секунда.

Как умные окна будут улучшаться в будущем?

Другой возможностью может быть комбинирование электрохромных окон.
и солнечные батареи, чтобы вместо бесполезного отражения
солнечный свет, затемненные умные окна могут поглощать эту энергию и сохранять ее
Для последующего. Легко представить себе окна, в которых запечатлены некоторые
падающая на них солнечная энергия в течение дня и накапливающая ее в батареях
который может включать свет в вашем доме ночью, хотя, конечно,
окно не может быть на 100 процентов прозрачным и работать на 100 процентов эффективно
солнечная панель одновременно. Поступающая энергия либо передается через
стекло или поглощается и хранится, но не то и другое одновременно. Окно, которое удвоилось как солнечное
камера, скорее всего, потребует компромисса с обеих сторон: это будет относительно темная
окно, даже если оно чистое, и гораздо менее эффективно улавливает энергию, чем
действительно хорошая солнечная батарея.

В одном мы можем быть уверены, так это в том, что в будущем мы увидим гораздо больше электрохромных технологий!

Движущиеся ионы лития звучат немного знакомо?

Если вы немного разбираетесь в технологиях, идея электронного бутерброда, работающего за счет
ионы лития между слоями могут просто звонить в колокол: это точно такой же принцип
мы используем в перезаряжаемых литий-ионных батареях (в ноутбуках,
мобильные телефоны и большинство электромобилей)!

Фото: Литий-ионный аккумулятор работает очень похоже на электрохромное окно.

В батарее мы используем электрический ток для перемещения ионов лития из одного слоя в другой, поэтому
накопление энергии; когда ионы снова возвращаются, они высвобождают накопленную энергию, обычно в течение
несколько часов от питания вашего ноутбука, мобильного телефона или другого портативного устройства.
Когда дело доходит до аккумуляторов, мы стремимся хранить как можно больше энергии как можно дольше.
что означает много ионов лития и очень массивное устройство.
С другой стороны, когда мы заинтересованы в изготовлении электрохромных окон, нас гораздо больше интересует оптика.
В каком слое находятся ионы лития, определяется, сколько света проходит через него, но в любом случае слои
должен быть очень тонким, иначе устройство вообще не будет работать как окно.
В электрохромных окнах движется относительно мало ионов по сравнению с литий-ионными батареями: окнам нужно
темнеть или светлеть за секунды или минуты, а не за три-четыре часа, которые требуются для зарядки аккумулятора ноутбука!

Дальнейшее чтение

Очень сильное сходство между литий-ионными батареями и электрохромными окнами не случайно;
если вы посмотрите патент Флойда Арнца и др. 1992 г.
Методы изготовления твердотельных ионных устройств, самое первое предложение
выдает игру, отмечая, что их изобретение представляет собой «устройство, которое можно использовать в качестве электрохромного окна и/или в качестве перезаряжаемой батареи».
По мнению этих авторов, в обоих случаях могут использоваться одни и те же методы производства.

Узнать больше

На этом сайте

Вам могут понравиться другие статьи на нашем сайте по похожим темам:

• Стекло (введение)
• Теплоотражающее (низкоэмиссионное) стекло
• Фотокаталитическое самоочищающееся стекло
• Фотохромное (светоактивное) стекло

На других сайтах

• Электрохромные дисплеи: В этом учебном пособии Матиаса Мареско из Гентского университета более подробно рассказывается об электрохромных материалах и о том, как их можно использовать в электронных дисплеях. [Архивировано через Wayback Machine.]

Статьи

Научно-популярные

• Наноструктурированное стекло может переключаться между блокировкой тепла и блокировкой света Декстер Джонсон. IEEE Spectrum, 23 июля 2015 г. Исследователи Техасского университета разрабатывают электрохромное стекло с более быстрым переключением.
• Гонка за окнами с электронной тонировкой накаляется, Мартин ЛаМоника. IEEE Spectrum, 18 июня 2013 г. Corning делает ставку на электрохромное стекло.
• Smart Windows: Energy Efficiency with a View: US DOE/NREL Newsroom, 22 января 2010 г. [Архивировано с помощью Wayback Machine.]
• Материал-хамелеон может переключаться между тремя цветами Аарон Роу. Wired, 20 апреля 2007 г. Корейские исследователи разработали материал, который меняет свой цвет, когда вы меняете ток, протекающий через него.
• «Умные» солнцезащитные очки и защитные очки позволяют пользователям регулировать оттенок и цвет от Ханны Хики. Университет Вашингтона сегодня, 29 марта 2007 г. Как исследователи UW использовали электрохромные очки для разработки солнцезащитных очков, которые могут менять цвет или оттенок с помощью кнопки!
• Что такое электрохромный накладной ноготь?: The Guardian, 13 ноября 2003 г.: Испанские исследователи разработали электрохромные ногти, которые могут менять цвет при нажатии переключателя!
• Умное окно ждет вашей команды, Энн Айзенберг, The New York Times, 6 сентября 2001 г. Как электрохромные окна были развернуты на пассажирском реактивном самолете.

Более технический

• Тонкие пленки для применения в системах управления солнцем Сапна Шреста Кану и Рассел Бинионс, Proceedings: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Vol. 466, № 2113, 8 января 2010 г. Экологические преимущества электрохромных материалов и связанных с ними технологий.
• Новые электрохромные материалы Натали М. Роули и Роджера Дж. Мортимера, Science Progress, Vol. 85, № 3, 2002, стр. 243–262.
  Это хорошее (хотя и немного устаревшее) введение в электрохромную химию.
• Прогресс в области прочных и экономичных электрохромных оконных стекол, Н. Сбар и др., Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы, том 56, выпуски 3–4, 30 января 1999 г., страницы 321–341.

Книги

• Электрохромные материалы и устройства Роджера Дж. Мортимера, Дэвида Р. Россейнски и Пола М.С. Монка (редакторы). John Wiley & Sons, 2015. Первая часть этой книги посвящена электрохромным материалам и их изготовлению; вторая часть охватывает практические приложения и тематические исследования.
• Электрохромизм: основы и приложения Пола М.С. Монка, Роджера Дж. Мортимера и Дэвида Р. Россеински. John Wiley & Sons, 2008. Охватывает физику и химию электрохромизма и приложений, начиная от окон и заканчивая безопасностью.
• Электрохромные материалы и приложения: Материалы Международного симпозиума Алины Ружье и др. (редакторы). Электрохимическое общество, 2003 г. Большой сборник недавних докладов международной конференции по этой теме.

Каталожные номера

1. ↑   Электрохромизм был обнаружен в твердом оксиде вольфрама (WO3) в 1969 году доктором Сатьеном К. Деб,
   как описано в статье, опубликованной в Appl. Опц., доп. 3, 192, а позже вспоминается в
   Воспоминания об открытии электрохромных явлений в оксидах переходных металлов, материалах для солнечной энергетики и солнечных элементах
   Том 39, выпуски 2–4, декабрь 1995 г. , стр. 191–201.
   Есть еще краткая история технологии в «Электрохромизме: основы и приложения» Пола М.С. Монка, Роджера Дж. Мортимера и Дэвида Р. Россеински. Джон Вили и сыновья, 2008 г., стр. 67.
2. ↑   Для получения дополнительной информации о виологенах см. «Глава 3: Электрохромные материалы и устройства на основе виологенов» в книге «Электрохромные материалы и устройства» Роджера Дж. Мортимера, Дэвида Р. Россеински и Пола М.С. Монка (ред.). Джон Вили и сыновья, 2015 г., стр. 57.
3. ↑   Наноструктуры обсуждаются в «Главе 9: Наноструктуры в электрохромных материалах» в книге «Электрохромные материалы и устройства» Роджера Дж. Мортимера, Дэвида Р. Россеински и Пола М.С. Монка (редакторы). Джон Вили и сыновья, 2015 г., стр. 251.
4. ↑   Данные из «Технического паспорта Smart Tint», SmartTint, (без даты).
5. ↑   Цифра 98 процентов взята из
   Smart Windows: Energy Efficiency with a View, NREL Newsroom, 2010. На веб-сайте SmartTint указан показатель в 95 процентов только для блокировки инфракрасного излучения.
6. ↑   View указывает на 20-процентную экономию электроэнергии на освещение и ОВКВ и на 23-процентное снижение пиковой энергии охлаждения по сравнению с высокопроизводительными энергосберегающими окнами в
   [PDF] Энергетические преимущества View Dynamic Glass на рабочих местах, стр. 3.
7. ↑   Smart Windows: энергоэффективность с обзором, отдел новостей NREL, 2010 г.
8. ↑   Цены сильно различаются, но я думаю, что мои приблизительные цифры
   все еще в целом нормально. Я получил свои 1000 долларов за квадратный метр от NREL, в частности
   Умные окна: энергоэффективность с точки зрения Джо Верренджиа, Phys.org, 25 января 2010 г.
   1000 евро за квадратный метр указаны Г. Лефтериотисом, П. Яноулисом, 3.10 — Остекление и покрытия, In Comprehensive Renewable Energy , под редакцией Ali Sayigh, Elsevier Ltd, 2012.
9. ↑   Моя продолжительность жизни оценивается от
   Умные окна: энергоэффективность с точки зрения Джо Верренджиа, Phys.org, 25 января 2010 г.
   Более поздние онлайн-оценки, по-видимому, находятся в диапазоне 20–30 лет.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2011, 2022. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Smart Tint является зарегистрированным товарным знаком Smart Tint, Inc.

Halio является товарным знаком Kinestral Technologies, Inc.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2011/2022) Электрохромные окна. Получено с https://www.explainthatstuff.com/electrochromic-windows.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Бибтекс

@misc{woodford_electrochromic,
автор = «Вудфорд, Крис»,
title = «Электрохромные окна»,
publisher = «Объясните это»,
год = «2011»,
url = «https://www.explainthatstuff.com/electrochromic-windows.html»,
URL-адрес = «2022-12-05»
}

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Связь
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда
• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и приборы
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

фактов об умной оконной пленке | NGS Films and Graphics

Если вы видели умную оконную пленку, вы уже знаете, насколько она крутая, но 9Смарт-пленка 0211 еще круче, чем вы думаете.

В этой статье мы обсудим факты об смарт-пленке для окон, в том числе научные данные и правильный способ ее установки кинопроект является надежным экспертом.

Готовы начать? Давайте начнем. 

Как, черт возьми, работает умная оконная пленка?

Как вы уже знаете, 9Смарт-пленка 0301 переключается с белой непрозрачной оконной пленки на полностью прозрачную одним нажатием кнопки приложения, например: 

Чистая магия, верно?

Нет. Чистая технология .

Как сказал писатель-фантаст Артур Кларк: «Любая достаточно передовая технология неотличима от магии», и умный фильм определенно вписывается в эту категорию научной фантастики «магия».

Вот как это работает : 

• Смарт-пленка состоит из тонких листов PDLC (полимерно-диспергированных жидких кристаллов) .
• PDLC состоит из многих тысяч капель жидких кристаллов, распределенных по пленке в полимере.
• Без электрического заряда капли жидкого кристалла произвольно ориентируются поперек полимера.
• В случайной ориентации капли во многом напоминают поверхность озера в ветреный день.
• Подумайте об этом: когда ветер ударяет по поверхности озера, капли озера произвольно ориентируются в ответ на ветер…
• … и эта случайная ориентация взъерошивает поверхность воды и делает поверхность озера непрозрачной, так что вы не можете видеть сквозь нее дно озера.
• Точно так же, когда жидкокристаллические капли смарт-пленки PDLC произвольно ориентированы без электрического заряда, они делают поверхность пленки непрозрачной белой , так что сквозь него не видно.

Но…

• Каждая капля жидкого кристалла может (и движется) двигаться под воздействием электричества.
• В частности, при воздействии электричества капли перестраиваются в упорядоченные узоры вдоль параллельных осей…
• …и в этих схемах перестроенные капли позволяют свету проходить сквозь них .
• В этом образце капли перестраиваются и замирают, подобно тому, как поверхность спокойного озера становится кристально чистой, так что вы можете видеть сквозь нее дно озера.

Круто, правда?

Смарт-пленка PDLC в сравнении с электрохромным смарт-стеклом

Конечно, смарт-пленка PDLC — это только один из методов преобразования стекла из прозрачного состояния в непрозрачное и обратно. Другой популярный способ сделать это — использовать электрохромное смарт-стекло , но электрохромное стекло имеет много недостатков при использовании в коммерческих или декоративных целях.

Сначала поговорим о том, как работает электрохромное стекло , и тогда будет легче понять, почему многие бизнес-лидеры выбирают смарт-пленку вместо смарт-стекла для своего коммерческого решения по тонированию окон.

• Электрохромное смарт-стекло состоит из микроскопически тонкого электрохромного материала , заключенного между двумя слоями стекла .
• Когда на электрохромный материал подается электричество, он меняет цвет с прозрачного на непрозрачный (или наоборот).
• Электрохромное стекло Трансформация начинается на краях материала и движется внутрь, длительностью от нескольких секунд до нескольких минут для полной трансформации (в зависимости от размера окна).
• В непрозрачном состоянии электрохромное смарт-стекло может быть синего, черного, белого или других цветов , но на больших стеклах выбранный вами цвет может претерпевать несколько изменений оттенка по мере того, как оно темнеет от краев к центру. стекла.
• Это изменение оттенка называется «эффектом радужной оболочки».  

С этим объяснением вы можете понять, почему многие бизнес-лидеры предпочитают смарт-пленку PDLC вместо электрохромного смарт-стекла : 

• Умная оконная пленка PDLC становится однородной, матово-белой, когда становится непрозрачной , что более желательно, чем переменная тонировка от краев к центру вашего стекла.
• Смарт-пленка PDLC мгновенно переключается с прозрачной на непрозрачную , в то время как электрохромная пленка переключается за несколько минут.
• Смарт-пленка PDLC может быть нанесена на существующее стекло , но электрохромное стекло требует полной замены стекла.
• Если электрический компонент смарт-пленки PDLC выходит из строя, все, что вам нужно сделать, это заменить пленку и вернуться к работе . Если электрический компонент в электрохромном стекле выходит из строя, вам необходимо заменить все стеклянное окно, дверь или акцентную стену.

Одно из преимуществ электрохромного стекла по сравнению со смарт-пленкой PDLC заключается в том, что для его преобразования требуется только электричество. Как только электрохромное стекло становится прозрачным или непрозрачным, оно может поддерживать это состояние бесконечно долго без дополнительной энергии.

Смарт-пленка PDLC, напротив, прозрачна только при включенном электричестве. Если питание отключено, смарт-пленка немедленно становится матовой пленкой для окон.

Как установить смарт-пленку, чтобы она работала правильно и отлично выглядела

Теперь, когда вы знаете, как смарт-пленка превращается из матовой пленки для окон в кристально чистую видимость, вы понимаете, почему смарт-пленка PDLC часто является лучшим выбором для предприятий, чем электрохромное стекло, вам нужно знать, как нанять профессиональную работу по установке смарт-пленки .

Вот как убедиться, что ваш коммерческий установщик смарт-пленки для тонировки окон является экспертом: 

• Они умеют «обрезать» смарт-пленку, чтобы скрыть провода.
  Умная оконная пленка требует электричества, а для электричества нужна проводка. Никто не хочет видеть уродливые провода вокруг стеклянных окон, дверей или акцентных стен, поэтому вам нужно убедиться, что у вашего установщика есть план, как спрятать эти провода . Специалисты спрячут провода, настроив цвета проволочных молдингов так, чтобы они точно соответствовали соседним оконным рамам, а установщики также будут использовать специальные материалы, чтобы скрыть обратную сторону оголенных проводов, придав привлекательный законченный вид вашим умным пленочным окнам.

• Они умеют устанавливать проводку.
  Эксперты по оконным пленкам, как правило, не являются электриками, однако для правильной установки прочной и долговечной проводки в специальной электрической цепи требуются некоторые навыки работы с электричеством, чтобы ваша смарт-пленка PDLC работала годами. Убедитесь, что ваш установщик имеет большой опыт работы со смарт-пленкой в ​​различных условиях, потому что вы не хотите, чтобы он догадывался о том, как завершить вашу установку.

• Они знают, как защитить ваши инвестиции
  Краевая герметизация является обычной практикой среди ведущих специалистов по установке смарт-пленки, поскольку кромочная герметизация предотвращает попадание воды и других загрязнений между вашей пленкой и стеклом . Незапечатанные или открытые края смарт-пленки могут нагружать и изнашивать электрические компоненты смарт-пленки, а эти незапечатанные края также могут привести к короблению пленки или ее мешкованию.