CN111562705A - 一种电致变色玻璃调光窗组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电致变色玻璃调光窗组件，包括电致变色玻璃，电致变色玻璃包括第一钢化玻璃、设于第一钢化玻璃上的第一透明导电层、设于第一透明导电层上的第一三氧化钨电致变色层、设于第一三氧化钨电致变色层上的电解质层、设于电解质层上的第二三氧化钨电致变色层、设于第二三氧化钨电致变色层上的第二透明导电层和设于第二透明导电层上的第二钢化玻璃层。本发明采用以上结构，可以通过电流的大小调节光线、温度，使室内光线柔和，舒适怡人，又不失透光的作用；减少办公大楼和居民住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须耗费的大量能源，同时起到改善自然光照程度、防窥的目的，解决现代不断恶化的城市光污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及窗户组件技术领域，具体涉及一种电致变色玻璃调光窗组件。
背景技术
据统计，当前我国建筑物的能耗约占社会总能耗的30％，在已有建筑物中，超过50％以上使用的是保温、隔热性能差，能耗很高的普通玻璃，平均传热系数为3.5W/(m2·K)，使得我国的平均建筑能耗是发达国家的2倍以上。在能源危机下,能够根据需要动态地控制穿透窗户的能量的智能玻璃窗是新一代的节能窗材料。
目前用于生产上述玻璃的技术主要包括光致变色玻璃技术、热致变色玻璃技术、电致变色玻璃技术等。其中前两种技术主要利用材料对光和热的敏感度而变色来实现对光线的动态控制，由于受外界环境影响，仍属被动控制技术，不能完全按人类需要动态调节光线，目前均处在正处于试验阶段，还没有投入商业应用。
现代建筑物为了采光和美观的需要，往往采用大面积的玻璃幕墙。但由此导致夏季室内的热积聚和冬天室内的热散失又给空调造成很大负荷，造成能耗严重的问题。
发明内容
本发明的目的在于公开了一种电致变色玻璃调光窗组件，解决了玻璃组件耗能大，不利于节约能耗的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电致变色玻璃调光窗组件，包括电致变色玻璃，电致变色玻璃包括第一钢化玻璃、设于第一钢化玻璃上的第一透明导电层、设于第一透明导电层上的第一三氧化钨电致变色层、设于第一三氧化钨电致变色层上的电解质层、设于电解质层上的第二三氧化钨电致变色层、设于第二三氧化钨电致变色层上的第二透明导电层和设于第二透明导电层上的第二钢化玻璃层。
进一步，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层为涂有石墨烯的ITO透明导电层(ITO：氧化铟锡，Indium tin oxide)。
进一步，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层分别引出涂有石墨烯的接线端子。
进一步，所述第一钢化玻璃为5mm厚的钢化玻璃。
进一步，所述第二钢化玻璃层为3mm厚的钢化玻璃。
进一步，还包括第三钢化玻璃，所述电致变色玻璃和第三钢化玻璃相对设置，电致变色玻璃和第三钢化玻璃之间形成用于隔热隔音的中空层，电致变色玻璃的边缘和第三钢化玻璃的边缘通过胶封装件连接；所述第二钢化玻璃层位于临近第三钢化玻璃的位置。
进一步，所述第三钢化玻璃为厚度6mm的钢化玻璃。
进一步，还包括窗框或者窗扇结构；所述电致变色玻璃、所述中空层和所述第三钢化玻璃通过胶封装件组合而成一体，再安装在窗框或者窗扇结构中，
进一步，还包括设于窗框或者窗扇结构上的窗五金。
进一步，所述中空层为9A中空层。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明中电致变色玻璃是一种新型的功能玻璃,具有玻璃行业发展终极目标“环保、节能、高效”特性。电致变色材料作为一种智能化材料，是我国的战略性新兴产业，智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。
电致变色玻璃可以通过电流的大小调节光线、温度，使室内光线柔和，舒适怡人，又不失透光的作用；减少办公大楼和居民住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须耗费的大量能源，同时起到改善自然光照程度、防窥的目的，解决现代不断恶化的城市光污染问题。
电致变色玻璃技术利用外加电场使材料变色，从而达到对光线和太阳辐射热量的主动动态控制，电致变色玻璃在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，可以有效的控制外界的热辐射和内部的热扩散，减少建筑为保持室内温度必须消耗的大量能源，是一种节能的建筑功能材料，已用于窗户的开发和工程示范，是目前最有前途的致变窗户技术，具有广阔的应用前景与市场潜力。
以电致变色材料为核心的智能窗，是新一代节能材料，不仅可以动态地调节太阳能的输出或输入和可见光谱，还可以自动调控颜色、调光和调温，具有高效、低能耗、绿色环保、智能化的特点，大大减少了建筑物的能量负荷，符合当前节能减排、低碳经济的发展要求。电致变色玻璃实际上相当于带有可调窗帘的玻璃，由于具有可调性，电致变色玻璃还用于需要保密或隐私防护的建筑场所，由其制成的窗玻璃相当于有电控装置的窗帘一样方便自如。当外界太阳光较强烈、辐射较大时，则让窗户处于着色状态，而当外界太阳光比较弱或是阴天时，则让窗户处于褪色状态，从而减少室内温控系统所消耗的能量，可以说智能窗是一个无源的超级太阳能空调。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种电致变色玻璃调光窗组件，实施例的结构示意图；
图2是图1中电致变色玻璃和接线端子的连接示意图。
图中，电致变色玻璃1；第一钢化玻璃11；第一透明导电层12；第一三氧化钨电致变色层13；电解质层14；第二三氧化钨电致变色层15；第二透明导电层16；第二透明导电层16；第二钢化玻璃层17；接线端子18；中空层2；第三钢化玻璃3；胶封装件4；窗扇结构5；窗五金6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1至图2所示一种电致变色玻璃调光窗组件的实施例，包括电致变色玻璃1和第三钢化玻璃3，电致变色玻璃1和第三钢化玻璃3相对设置且电致变色玻璃1和第三钢化玻璃3之间形成用于隔热隔音的中空层2，电致变色玻璃1的边缘和第三钢化玻璃3的边缘通过胶封装件4连接。中空层2为9A中空层。电致变色玻璃1、中空层2和6mm厚的第三钢化玻璃3通过胶封装件4组合成变色中空玻璃，再安装在窗框或者窗扇结构5中，安装上窗五金6。
电致变色玻璃1由一个中心层和两边具有对称性的各三层构成。电致变色玻璃1包括第一钢化玻璃11、设于第一钢化玻璃11上的第一透明导电层12、设于第一透明导电层12上的第一三氧化钨电致变色层13、设于第一三氧化钨电致变色层13上的电解质层14、设于电解质层14上的第二三氧化钨电致变色层15、设于第二三氧化钨电致变色层15上的第二透明导电层16上和设于第二透明导电层16上的第二钢化玻璃层17。第二钢化玻璃层17位于临近第三钢化玻璃3的位置。
第一钢化玻璃11为5mm厚的钢化玻璃。第二钢化玻璃层17为3mm厚的钢化玻璃。第一透明导电层12和第二透明导电层16为涂有石墨烯的ITO透明导电层。第一透明导电层12和第二透明导电层15分别引出涂有石墨烯的接线端子18。采用涂有石墨烯的接线端子18结构，石墨烯提高导电性能，克服现有技术中大面积电致变色玻璃中间驱动电压不足的技术缺陷，具备变色迅速，稳定性和可靠性高且均匀的优点。
作为对本实施例的进一步说明，现说明电致变色玻璃的工作原理：根据氧化物的氧化-还原反应，涂有无机氧化钨变色薄膜，通过ITO透明导电层和接线端子18连接导线，接通电源实现控制。通电反应前基于氧化钨的活性层是处于近乎透明的褪色态的，加电压发生反应时，因为得到来自离子存储变色层的氢离子和来自电极的电子(电子实际上也是来自存储层，不过是经过电极而已)，氧化钨被还原生成钨青铜(HWO3)而变成蓝色。(氧化钨被还原，其实更确切的说是+6价的钨离子因为得到电子被还原成+5价。)当对处于蓝色态的玻璃施加反向电压时，电子和氢离子从钨青铜中脱出，分别通过原来的路径回到离子存储变色层(就是电子通过外电路而离子通过中间的电解质层)。这样，蓝色的钨青铜又变回到透明的氧化钨，完成一个变色循环。通过调节电阻的大小变化，使电流变化来控制玻璃的遮阳系数和透光率，实现遮光、节能功效。本实施例涉及到的反应产物，无论是氧化钨，还是钨青铜都具有很好的稳定性。这一点正是电致变色的一个非常具有吸引力的特点，它的色态不需要加持续的电压就能保持，从而可以达到节省能源的目的。这也让它相对于另外两种需要加持续电压的变色技术-悬浮粒子技术和高分子分散液晶技术，更具有竞争力。
本实施例可以用于建筑智能幕墙窗户，窗户不需要加装窗帘、百叶或者遮光板，而可以通过调节按钮或者手机APP,方便的调节窗户的颜色深浅、遮阳系数。电致变色玻璃用途广泛，也可以用于军用伪装设备、飞机机舱窗户、汽车智能玻璃、智能手机、智能电视等。
本实施例中电致变色玻璃是一种新型的功能玻璃,具有玻璃行业发展终极目标“环保、节能、高效”特性。电致变色材料作为一种智能化材料，是我国的战略性新兴产业，智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。
本实施例的其它结构参见现有技术。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
Claims (10)
1.一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：包括电致变色玻璃，电致变色玻璃包括第一钢化玻璃、设于第一钢化玻璃上的第一透明导电层、设于第一透明导电层上的第一三氧化钨电致变色层、设于第一三氧化钨电致变色层上的电解质层、设于电解质层上的第二三氧化钨电致变色层、设于第二三氧化钨电致变色层上的第二透明导电层和设于第二透明导电层上的第二钢化玻璃层。
2.根据权利要求1所述一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：所述第一透明导电层和所述第二透明导电层为涂有石墨烯的ITO透明导电层。
3.根据权利要求1或2所述一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：所述第一透明导电层和所述第二透明导电层分别引出涂有石墨烯的接线端子。
4.根据权利要求3所述一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：所述第一钢化玻璃为5mm厚的钢化玻璃。
5.根据权利要求3所述一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：所述第二钢化玻璃层为3mm厚的钢化玻璃。
6.根据权利要求3所述一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：还包括第三钢化玻璃，所述电致变色玻璃和第三钢化玻璃相对设置，电致变色玻璃和第三钢化玻璃之间形成用于隔热隔音的中空层，电致变色玻璃的边缘和第三钢化玻璃的边缘通过胶封装件连接；所述第二钢化玻璃层位于临近第三钢化玻璃的位置。
7.根据权利要求6所述一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：所述第三钢化玻璃为厚度6mm的钢化玻璃。
8.根据权利要求6所述一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：还包括窗框或者窗扇结构；所述电致变色玻璃、所述中空层和所述第三钢化玻璃通过胶封装件组合而成一体，再安装在窗框或者窗扇结构中，
9.根据权利要求8所述一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：还包括设于窗框或者窗扇结构上的窗五金。
10.根据权利要求8所述一种电致变色玻璃调光窗组件，其特征是：所述中空层为9A中空层。
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