北京
智能窗戶竟能自動控溫調光？
普通窗戶只能擋風遮雨，而有一種神奇智能窗，能跟著陽光強弱自動調光線、降室溫。還能吸收紫外線轉化電能，節能又實用。它究竟運用了什么原理，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
如果我們能直接調節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的采光和溫度、降低人們對于燈具和空調的需求，從而實現“四兩撥千斤”的節能效果，這就是我們所說的變色智能窗技術。
光伏變色智能窗可以直接利用太陽光，將產生的電能用于驅動窗戶的變色功能
變色技術主要有電致變色、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，結構繁復且更換困難；而光致和熱致變色技術又無法實現自主控制，會出現想要室內明亮但實際窗戶變暗的尷尬情況。
光伏變色智能窗技術，可以同時實現自驅動和可控制兩大功能。光伏變色可以直接利用太陽光，將產生的電能用于驅動窗戶的變色功能，不再需要額外的電能存儲和輸送，只要用一個最簡單的電路控制就可以實現變色功能的開關。
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“吃掉”紫外線，轉變成電能
當然，要想開發出一扇完美效果的光伏變色智能窗，還存在著諸多難點。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。這就帶來第二項挑戰——需要一種透光的光伏電池材料，這樣才不會對窗玻璃造成遮擋，影響可見光和紅外線進入室內。最后就是智能窗的顏色了，如果可透光的光伏層有顏色，就會造成采光出現偏色，影響我們看到室內物品的正確顏色。
為了解決這些難題，中國科學家開發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現對于全太陽光譜的智能管理，利用紫外線作為“開關”，將吸收的紫外線轉變成電能，從而加深窗戶顏色，降低可見光和紅外線透過率，調節室內的采光與溫度。
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責任編輯｜趙青云 李雅欣
運營編輯｜李雅欣
質量審核 | 原飛燕
圖文來源 | 《知識就是力量》雜志《絕了！這個窗戶會變魔術》，撰文/秦天石（南京工業大學先進材料研究院），原文有刪改，原創作品轉載請注明來源。
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