引言
雙波段電致變色智能窗是新加學(xué)近幾年興起的一種新型電致變色智能窗，由于其能夠選擇性調(diào)控可見(jiàn)光與近紅外的坡國(guó)透光率，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光與太陽(yáng)熱的教M基智能化管理，更大幅度的于氧降低建筑的能源消耗，優(yōu)化建筑的缺陷能源效率，在現(xiàn)代綠色節(jié)能建筑領(lǐng)域具有重要的新加學(xué)應(yīng)用前景。然而雙波段電致變色智能窗的坡國(guó)發(fā)展受限于有限的雙波段電致變色材料。目前可見(jiàn)光與近紅外的教M基選擇性調(diào)控主要依賴于半導(dǎo)體納米晶與傳統(tǒng)電致變色材料的復(fù)合，然而這些復(fù)合材料的于氧設(shè)計(jì)和制備過(guò)于復(fù)雜，嚴(yán)重阻礙了雙波段電致變色智能窗的缺陷發(fā)展。利用單組分的新加學(xué)電致變色材料實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光與近紅外的選擇性調(diào)控，替代復(fù)雜的坡國(guó)復(fù)合材料，可有效解決當(dāng)前雙波段電致變色智能窗所面臨的教M基的問(wèn)題。因此尋求一種單組分雙波段電致變色材料是于氧當(dāng)前雙波段電致變色智能窗領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。
成果簡(jiǎn)介
近日，缺陷新加坡國(guó)立大學(xué)Lee Jim Yang 教授課題組發(fā)現(xiàn)具有等離子體效應(yīng)的氧缺陷TiO2-x納米晶是一種高效的單組分雙波段電致變色材料， 并且證明了引入本征氧缺陷比異質(zhì)元素取代摻雜可以更加有效的提升TiO2的雙波段電致變色性能。此外，作者還報(bào)道了一種氟化物輔助制備氧缺陷TiO2-x納米晶的可控合成方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)TiO2-x納米晶的形貌、均一性、氧缺陷濃度以及LSPR性能的可控調(diào)節(jié)。優(yōu)化的TiO2-x納米晶薄膜不但可以實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光與近紅外的有效選擇性調(diào)控，而且解決了金屬摻雜TiO2中異質(zhì)摻雜金屬所帶來(lái)的問(wèn)題。此外，豐富的氧空位不但保證了TiO2-x納米晶對(duì)近紅外的選擇性調(diào)控，而且提高了鋰離子在TiO2-x晶格中的擴(kuò)散系數(shù)，改善了電致變色的響應(yīng)速度。基于TiO2-x納米晶薄膜制備的雙波段電致變色器件展現(xiàn)了優(yōu)異的雙波段電致變色性能，通過(guò)三種不同的工作模式（明亮、清涼和黑暗模式）可實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光與近紅外的有效獨(dú)立調(diào)控，可有效降低建筑在照明與空調(diào)系統(tǒng)的能耗。制備的雙波段電致變色智能窗同時(shí)也展現(xiàn)了有效的能量回收功能，可回收利用大部分著色過(guò)程中所消耗的能量，因此器件在著色和褪色過(guò)程中的能耗得到顯著降低。該成果以題為“Plasmonic Oxygen Deficient TiO2-x Nanocrystals for Dual-Band Electrochromic Smart Windows with Efficient Energy Recycling”發(fā)表在國(guó)際知名期刊Advanced Materials，通訊作者為L(zhǎng)ee Jim Yang 教授，第一作者為張圣亮博士。
圖文導(dǎo)讀
圖1.制備的具有不同氧缺陷濃度的TiO2-x納米晶溶液的光學(xué)性能表征（吸收光譜和數(shù)碼照片）。
圖2. 制備的具有不同氧缺陷濃度的TiO2-x納米晶的形貌（TEM）和結(jié)構(gòu)?(XRD) 表征。
圖3. 優(yōu)化的TiO2-x 納米晶薄膜的SEM、XRD以及CV 表征
圖4. TiO2-x 納米晶薄膜的電致變色性能表征。
圖5. 雙波段電致變色器件的電致變色性能及能源回收性能表征。
文獻(xiàn)鏈接
Zhang, S.; Cao, S.; Zhang, T.; Lee, J. Y. Plasmonic Oxygen Deficient TiO2-x Nanocrystals for Dual-Band Electrochromic Smart Windows with Efficient Energy Recycling.?Advanced Materials 2020, 2004686.
原文鏈接
https://doi.org/10.1002/adma.202004686.
本文由作者團(tuán)隊(duì)供稿。
