Das Prinzip des Thermochromismus passt hauptsächlich den Eingang der Sonnenstrahlung (Wellenlänge, die auf 190-3000 nm konzentriert) und die Ausgabe von Schwarzkörperergie durch Fenster basierend auf der Umgebungstemperatur anpasst. Thermochrome Materialien verändern ihre Transparenz, Absorption und Farbe, wenn sich die Temperatur ändert. Die Thermochrom kann als passive Designstrategie verwendet werden, um die Nahinfrarot-Transmission anzupassen und gleichzeitig die Sicht der sichtbaren Lichts zu erhalten, ohne dass eine externe Energie oder ein manueller Betrieb erforderlich ist. Daher sind thermochrome intelligente Fenster aufgrund ihrer einfachen Struktur und der umfassenden Anwendungsaussichten zu einem heißen Forschungsthema geworden, um energiesparende Fenster aufzubauen.
Vanadium Dioxid (VO2)ist ein thermisch induziertes Phasenänderungsmaterial, das im Bereich intelligenter Fenster viel Aufmerksamkeit erregt hat. Das Hauptmerkmal von VO2 ist, dass ein reversibler Metall zum Isolatorübergang (MIT) bei t ≈ 67 ℃ auftritt, das direkt als thermochromes Filmmaterial verwendet werden kann. Der Übergang von Metall zu Isolator in VO2-Dünnfilm wird von einer plötzlichen Veränderung der Nahinfrarotübertragung begleitet: t> 67 ℃ im Zustand des tetragonalen Rutilmetalls nimmt die Infrarotübertragung erheblich ab und wird semi-transparent. T ＜ 67 ℃, monokliner Halbleiterzustand, hohe Infrarotübertragung, transparent [12-13]. Etwa 50% der Solarstrahlungsenergie sind im Nahinfrarotband konzentriert, direkt im Bereich von VO2, die die Sonnenübermittlung vor und nach dem Phasenübergang reguliert. Im kalten Winter können intelligente intelligente Fenster im kalten Winter den größten Teil der Sonnenstrahlung in den Raum gelangen. Im heißen Sommer wird VO2 einen Phasenübergang erfasst und das Leichtum von nahezu Infrarot wird hauptsächlich im Freien reflektiert, um die Innentemperaturanstieg zu verhindern, wie in 2C gezeigt. Um es auf intelligente energiesparende Fenster anzuwenden, kann die Phasenübergangstemperatur von VO2 auf Raumtemperatur oder sogar durch Dotierung, Mikrostrukturregelung, Verbund-, Hybridisierung und andere Methoden niedriger werden. Aufgrund der Phasenübergangstemperatur der anorganischen VO2 ist die Raumtemperatur am nächsten und der schnelle und reversible Phasenübergang mit guter Wiederholbarkeit sind VO2 -Dünnfilme die bevorzugte Wahl für die nächste Generation intelligenter Dimmbeschichtungen.
Die Präparationsprozesse von VO2-Dünnfilmen umfassen hauptsächlich physikalische Magnetronsputter, Sol-Gel, chemische Dampfablagerung, hydrothermale und gepulste Laserablagerung. Forscher im In- und Ausland haben viel Arbeit geleistet und fruchtbare Ergebnisse bei der Zubereitung, dem Phasenübergangsmechanismus und der Verbesserung der Dimm -Effizienz von VO2 -Dünnfilmen erzielt. Es gibt jedoch immer noch Engpässe und Herausforderungen beim Übergang vom Labor zu praktischen Anwendungen, wie z. The research on VO modification includes element doping, multi-layer film structure design, microstructure design, etc. The Jin Pingshi research group at the Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, a representative research institution in China, has done a lot of systematic work in this area: doping of VO2 based smart windows, microstructure design and regulation, multi-layer composite, multifunctionality, working performance, Flexible Vorbereitung, Farbregulation, Hautkomfort, antibakterielle und Umweltfreundlichkeit usw.
Neben VO2 -intelligenten Materialien werden derzeit viele neue thermische Reaktionsmaterialien, einschließlich Hydrogele, ionischen Flüssigkeiten, Perovskit und Metamaterialien, auch in der Erforschung thermochromer intelligenter Fenster verwendet.
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