Войти
Электрохромное устройство (ECD ) управляет оптическим такие свойства, как оптическое пропускание, поглощение, отражательная способность и / или эмиттанс, непрерывным, но обратимым образом при приложении напряжения (электрохромизм ). Это свойство позволяет использовать ECD для таких приложений, как интеллектуальное стекло, электрохромные зеркала и электрохромные устройства отображения.
История окраски восходит к 1704 году, когда Дисбах обнаружил берлинскую лазурь (гексацианоферрат), который меняет цвет с прозрачного на голубой при окислении железа. В 1930-х годах Кобосью и Некрасов впервые отметили электрохимическое окрашивание в массивном оксиде вольфрама. Работая в Balzers в Лихтенштейне, Т. Краус дал подробное описание электрохимической окраски тонкой пленки триоксида вольфрама (WO 3) 30 июля 1953 года. В 1969 году SK Deb продемонстрировал электрохромное окрашивание тонких пленок WO 3. Деб наблюдала электрохромный цвет при приложении электрического поля порядка 10 В · см к тонкой пленке WO 3. Фактически, настоящее рождение EC-технологии обычно приписывается основополагающей статье С. К. Деба 1973 года, в которой он описал механизм окраски в WO 3. Электрохромизм возникает из-за электрохимических окислительно-восстановительных реакций, которые происходят в электрохромных материалах. Для создания электрохромных устройств можно использовать различные типы материалов и структур, в зависимости от конкретных приложений.
Схема поперечного сечения слоев типичного слоистого электрохромного устройства Электрохромные (иногда называемые электрохроматическими) устройствами являются одним из видов электрохромных ячеек. Базовая структура ECD состоит из двух слоев EC, разделенных слоем электролита. ECD работает от внешнего напряжения, для которого используются проводящие электроды по обе стороны от обоих слоев EC. Электрохромные устройства можно разделить на два типа в зависимости от типа используемого электролита, а именно. Ламинированный ECD - это гель, в котором используется жидкий гель, а в устройствах EC с твердым электролитом используется твердый неорганический или органический материал. Базовая структура электрохромного устройства включает пять наложенных друг на друга слоев на одной подложке или расположенных между двумя подложками в ламинированной конфигурации. В этой структуре есть три принципиально различных типа слоистых материалов в ECD: слой EC и слой-накопитель ионов проводят ионы и электроны и относятся к классу смешанных проводников. Электролит представляет собой чистый ионный проводник и разделяет два слоя ЭК. Прозрачные проводники являются чистыми электронными проводниками. Оптическое поглощение происходит, когда электроны перемещаются в слои ЭК из прозрачных проводников вместе с ионами балансировки заряда, поступающими из электролита.
В твердотельных электрохромных устройствах твердый неорганический или органический материал используется в качестве электролита. Ta 2O5и ZrO 2 являются наиболее изученными неорганическими твердыми электролитами.
Ламинированные электрохромные устройства содержат жидкий гель, который используется в качестве электролита.
Режимы работы электрохромного устройства Как правило, ECD бывают двух типов в зависимости от режимов работы устройства, а именно режима передачи и режима отражения. В режиме пропускания проводящие электроды прозрачны и регулируют интенсивность проходящего через них света; этот режим используется в приложениях smart-window. В режиме отражения один из прозрачных проводящих электродов (TCE) заменяется отражающей поверхностью, такой как алюминий, золото или серебро, которая регулирует интенсивность отраженного света; этот режим полезен в зеркалах заднего вида автомобилей и устройствах отображения EC.
Электрохроматические окна на пассажирском самолете ANA Boeing 787-8 Dreamliner Электрохромные окна, также известные как умные окна, новое технологическое решение для достижения энергоэффективности в зданиях с переменным коэффициентом пропускания света и солнечной энергии. Эти «умные окна» могут автоматически контролировать количество света и солнечной энергии, проходящей через окна, что впоследствии повышает комфорт в помещении; например, электрохромное стекло обеспечивает лучшую стойкость к блику, чем фриттованное стекло, в большинстве случаев прямого солнечного света. Эффективность этих окон будет варьироваться в зависимости от их расположения, размера и местных климатических условий, поскольку эти факторы влияют на количество солнечного света, попадающего на эти окна. Электрохромные окна обычно контролируют свет и тепло благодаря своей многослойной конструкции. Эти слои внутри окна позволяют тонировать стекло в ответ на увеличение количества падающего солнечного света, а также защищать от УФ-излучения. Примером такой многослойной конструкции является электрохромное стекло, разработанное Gesimat, в котором несколько слоев материала (например, оксида вольфрама, поливинилбутираля и берлинской синей) зажаты между двумя двойными слоями стекла и стеклом с покрытием из оксида олова, легированного фтором. Вместе слои оксида вольфрама и берлинской голубой образуют дополнительные электрохромные слои; По сути, это означает, что они формируют положительный и отрицательный полюсы батареи, используя поступающую солнечную энергию. Поливинилбутираль (ПВБ) образует центральный слой в этой конфигурации и служит полимерным электролитом (это позволяет потоку ионов, который, в свою очередь, генерирует ток).
Электрохромные отражающие поверхности используются как самозатемняющиеся зеркала, которые регулируют отражение мигающего света от следующих транспортных средств в ночное время, чтобы водитель мог видеть их без дискомфорта.
Электрохромные дисплеи могут работать как в отражающем, так и в передающем режиме. Они выгодны своей невысокой стоимостью и низким энергопотреблением.
Их можно использовать во многих приложениях, например, в защитных очках и козырьках мотоциклетных шлемов, которые можно динамически тонировать в зависимости от времени суток, а также на бумаге для создания изображения при прикосновении к ней стилус.
Электрохромное стекло в обесцвеченном состоянии
Электрохромное стекло в цветном состоянии
Электрохромное стекло, установленное в зданиях
Автозеркало с автоматическим затемнением
