材料百态

智能窗户竟能自动控温调光？

普通窗户只能挡风遮雨，而有一种神奇智能窗，能跟着阳光强弱自动调光线、降室温。还能吸收紫外线转化电能，节能又实用。它究竟运用了什么原理，背后又藏着哪些科技巧思？

1 和太阳光做游戏的变色智能窗

如果我们能直接调节建筑玻璃窗对于可见光和红外线的透过率，就可以从源头上改变室内的采光和温度、降低人们对于灯具和空调的需求，从而实现“四两拨千斤”的节能效果，这就是我们所说的变色智能窗技术。

光伏变色智能窗可以直接利用太阳光，将产生的电能用于驱动窗户的变色功能

变色技术主要有电致变色、光致变色和热致变色，但都有各自的局限性。电致变色智能窗需要外接电源，结构繁复且更换困难；而光致和热致变色技术又无法实现自主控制，会出现想要室内明亮但实际窗户变暗的尴尬情况。

光伏变色智能窗技术，可以同时实现自驱动和可控制两大功能。光伏变色可以直接利用太阳光，将产生的电能用于驱动窗户的变色功能，不再需要额外的电能存储和输送，只要用一个最简单的电路控制就可以实现变色功能的开关。

2 “吃掉”紫外线，转变成电能

当然，要想开发出一扇完美效果的光伏变色智能窗，还存在着诸多难点。首先是集成化程度，如果仅仅将光伏电池板与变色玻璃窗用电线连接起来，那既不美观也不实用。所以我们需要将光伏电池一体化集成到玻璃窗里。这就带来第二项挑战——需要一种透光的光伏电池材料，这样才不会对窗玻璃造成遮挡，影响可见光和红外线进入室内。最后就是智能窗的颜色了，如果可透光的光伏层有颜色，就会造成采光出现偏色，影响我们看到室内物品的正确颜色。

为了解决这些难题，中国科学家开发出一种只吸收紫外线的光伏电池材料。它看上去和普通玻璃一样透明，可以让可见光和红外线完全透过智能窗。这种光伏变色智能窗可以实现对于全太阳光谱的智能管理，利用紫外线作为“开关”，将吸收的紫外线转变成电能，从而加深窗户颜色，降低可见光和红外线透过率，调节室内的采光与温度。

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