深圳研究生院孟鸿课题组开发高性能的电致&热致变色智能窗

研究团队通过巧妙的电致变色材料设计，获得了综合性能优异的电致变色器件（ECD），表现出0.53s/0.16s的着色/褪色时间，99%到21%的透过率调制范围。最终，开发出具有超快颜色切换速度（0.82s/0.60s）和多种工作模式的电致&热致变色器件（ETD）。

　　

近日，北京大学深圳研究生院新材料学院孟鸿教授课题组在国际知名期刊Advanced Materials上发表题为“Ultra-Fast, Energy-Efficient Electrochromic and Thermochromic Device for Smart Windows”的研究论文。

智能窗可以对外界刺激（例如电、温度、pH、光、压力等）作出反应，并有选择地根据用户的偏好调节可透过的太阳光谱及自身颜色。热致变色窗可以根据太阳光和热辐射的变化而自动进行动态调节，有效阻挡热辐射，无需消耗能量，是近年来备受注目的智能窗之一。然而，现有的热致变色窗通常只能呈现单一的颜色，即白色，无法满足人们的审美偏好。通过将热致变色与电致变色功能结合，可以实现多重目标，如提高建筑/车辆能效、保护隐私和改善美观。尽管已经有一些概念性的研究报道，但实际应用仍然是一个具有挑战性的目标，需要在性能方面取得较大的突破。针对以上问题，孟鸿团队通过巧妙的电致变色材料设计，获得了综合性能优异的电致变色器件（ECD），表现出0.53s/0.16s的着色/褪色时间，99%到21%的透过率调制范围。此外，将温度响应单元和离子液体引入电解质层，创建了一种新颖的热致变色凝胶电解质，其透过率可以从80%调节到0%，并具有出色的隔热性能（降温6.4℃）。最终，开发出具有超快颜色切换速度（0.82s/0.60s）和多种工作模式的电致&热致变色器件（ETD）。

图1 具有超快颜色切换速度和高能效的电致&热致变色器件

孟鸿和张超红特聘研究员为该论文共同通讯作者，新材料学院2020级硕士生邓斌为论文的第一作者。上述研究得到国家自然科学基金委员会、广东省基础与应用基础研究基金委员会、深圳市科技创新委员会、东莞引进创新团队的支持。