智能窗戶竟能自動(dòng)控溫調(diào)光？

普通窗戶只能擋風(fēng)遮雨，而有一種神奇智能窗，能跟著陽光強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)光線、降室溫。還能吸收紫外線轉(zhuǎn)化電能，節(jié)能又實(shí)用。它究竟運(yùn)用了什么原理，背后又藏著哪些科技巧思？

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和太陽光做游戲的變色智能窗

如果我們能直接調(diào)節(jié)建筑玻璃窗對于可見光和紅外線的透過率，就可以從源頭上改變室內(nèi)的采光和溫度、降低人們對于燈具和空調(diào)的需求，從而實(shí)現(xiàn)“四兩撥千斤”的節(jié)能效果，這就是我們所說的變色智能窗技術(shù)。

光伏變色智能窗可以直接利用太陽光，將產(chǎn)生的電能用于驅(qū)動(dòng)窗戶的變色功能

變色技術(shù)主要有電致變色、光致變色和熱致變色，但都有各自的局限性。電致變色智能窗需要外接電源，結(jié)構(gòu)繁復(fù)且更換困難；而光致和熱致變色技術(shù)又無法實(shí)現(xiàn)自主控制，會(huì)出現(xiàn)想要室內(nèi)明亮但實(shí)際窗戶變暗的尷尬情況。

光伏變色智能窗技術(shù)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)自驅(qū)動(dòng)和可控制兩大功能。光伏變色可以直接利用太陽光，將產(chǎn)生的電能用于驅(qū)動(dòng)窗戶的變色功能，不再需要額外的電能存儲(chǔ)和輸送，只要用一個(gè)最簡單的電路控制就可以實(shí)現(xiàn)變色功能的開關(guān)。

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“吃掉”紫外線，轉(zhuǎn)變成電能

當(dāng)然，要想開發(fā)出一扇完美效果的光伏變色智能窗，還存在著諸多難點(diǎn)。首先是集成化程度，如果僅僅將光伏電池板與變色玻璃窗用電線連接起來，那既不美觀也不實(shí)用。所以我們需要將光伏電池一體化集成到玻璃窗里。這就帶來第二項(xiàng)挑戰(zhàn)——需要一種透光的光伏電池材料，這樣才不會(huì)對窗玻璃造成遮擋，影響可見光和紅外線進(jìn)入室內(nèi)。最后就是智能窗的顏色了，如果可透光的光伏層有顏色，就會(huì)造成采光出現(xiàn)偏色，影響我們看到室內(nèi)物品的正確顏色。

為了解決這些難題，中國科學(xué)家開發(fā)出一種只吸收紫外線的光伏電池材料。它看上去和普通玻璃一樣透明，可以讓可見光和紅外線完全透過智能窗。這種光伏變色智能窗可以實(shí)現(xiàn)對于全太陽光譜的智能管理，利用紫外線作為“開關(guān)”，將吸收的紫外線轉(zhuǎn)變成電能，從而加深窗戶顏色，降低可見光和紅外線透過率，調(diào)節(jié)室內(nèi)的采光與溫度。

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責(zé)任編輯｜趙青云 李雅欣

運(yùn)營編輯｜李雅欣

質(zhì)量審核 | 原飛燕

圖文來源 | 《知識就是力量》雜志《絕了！這個(gè)窗戶會(huì)變魔術(shù)》，撰文/秦天石（南京工業(yè)大學(xué)先進(jìn)材料研究院），原文有刪改，原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請注明來源。

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