과학자들은 건물에 들어오는 열과 빛의 양을 조절하는 창문인 스마트 윈도우의 개념을 제시했습니다. 스마트 윈도우는 기판(유리 또는 기타 투명 소재 등)과 디밍 소재로 구성된 광학 소자입니다. 조명, 전자기 조사, 전기장, 가스, 온도 등과 같은 특정 물리적 및 화학적 요인 하에서 태양 스펙트럼의 일부 섹션에서 색이 바래거나 바래어 디밍 재료의 광학 특성이 변경될 수 있습니다. 따라서 스펙트럼은 태양 복사를 선택적으로 흡수하거나 반사하여 자외선을 차단하고 실내 햇빛과 실내 및 실외 열 전달의 강도를 조정하고 냉난방 에너지 소비를 줄이고 탄소 배출을 줄입니다.
다양한 여기 방법에 따라 Smart Windows는 열 변색, 가스 변색 및 전기 변색의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 그 중 전기변색 및 감온변색 스마트 윈도우가 현재 연구의 뜨거운 주제입니다. 이에 비해 감온 스마트 윈도우는 구조가 단순하고 에너지 소비가 없으며 주변 온도 변화를 자동으로 감지하고 광 투과율을 동적으로 조정하는 장점이 있습니다. 이산화바나듐(VO2)은 가장 널리 연구된 무기 열변색 물질입니다. 이산화 바나듐 열변색 스마트 윈도우는 자외선의 90% 이상을 흡수할 수 있으며(UV 흡수제가 추가되면 흡수율은 99%에 도달할 수 있음) 가시광선의 투과율에 영향을 미치지 않고 외부 온도의 변화에 따라 투과율을 조정합니다. 햇빛의 적외선 부분.
이를 바탕으로 상전이 온도를 상온에 가깝게 만드는 것이 관건인데, 일반적으로 도핑 방식으로 온도를 낮춘다. 도핑 방법은 VO2 상전이 온도를 낮추는 주요 수단입니다. 원리는 바나듐 이온 또는 산소 이온을 도핑 이온으로 대체하여 바나듐 이온 사이의 등극 결합을 파괴하는 것입니다. 바나듐 입자의 등극 결합 감소로 인해 VO2 반도체의 상전이가 활성화되어 반도체-금속 상태의 전이 온도가 감소합니다.
순수한 상 VO2 이산화바나듐, 상전이 온도 68℃
VO2 1% 텅스텐 함량 및 상전이 온도 43℃
상전이 온도 30℃, 1.5% 텅스텐 도핑 VO2
상전이 온도는 2% 텅스텐 도핑된 VO2에서 20-25℃입니다.
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