Forskjell mellom versjoner av «Smarte vinduer»
(→Gjennomsiktig leder) |
(→Gjennomsiktig leder) |
||
| Linje 25: | Linje 25: | ||
=== Gjennomsiktig leder === |
=== Gjennomsiktig leder === |
||
| − | [[Bilde:Trans-cnt.JPG|300px|thumb|right|Her er noen bilder av en enveggskarbonnanorørsuppe som er grodd frem på en grooverflate (et safisubstrat) og som er ganske så transperent, samt ledende.]] |
+ | [[Bilde:Trans-cnt.JPG|300px|thumb|right|Her er noen bilder av en enveggskarbonnanorørsuppe som er grodd frem på en grooverflate (et safisubstrat) og som er ganske så transperent, samt ledende.[8?]]] |
Dette er ledende materialer som samtidig er gjennomsiktige slik at lys kan slippe igjennom. Dette kan brukes i alt fra solceller til LCD-skjermer, og brukes da fordi det er gjennomsiktig. I et smart vindu er dette en helt essensiell ting i og med at vi skal ha et vindu det går an å se gjennom. Tradisjonelle ledere er sjelden gjennomsiktige, og derfor er det i smarte vinduer greit å ta i bruk slike gjennomsiktige ledere. Den mest brukte, og da mest vanlige, gjennomsiktige lederen er indium tinnoksid. Dette ledende materialet er brukt i det meste man kan tenkte seg å bruke slike gjennomsiktige ledere til, og da også til smarte vinduer. Det er også forsket på (selvfølgelig) om nanokarbonrør skal kunne brukes som slike gjennomsiktige ledere, og noen har faktisk fått det til også. Aluminiumsdopet sinkoksid og fluordopet tinnoksid er også alternative materialer som brukes, og grunnene til at man prøver å finne erstattnigner er at indium er et noe dyrt metall som det er begrenset tilgang på, samt at det er en veldig skjørt og lite fleksibelt. |
Dette er ledende materialer som samtidig er gjennomsiktige slik at lys kan slippe igjennom. Dette kan brukes i alt fra solceller til LCD-skjermer, og brukes da fordi det er gjennomsiktig. I et smart vindu er dette en helt essensiell ting i og med at vi skal ha et vindu det går an å se gjennom. Tradisjonelle ledere er sjelden gjennomsiktige, og derfor er det i smarte vinduer greit å ta i bruk slike gjennomsiktige ledere. Den mest brukte, og da mest vanlige, gjennomsiktige lederen er indium tinnoksid. Dette ledende materialet er brukt i det meste man kan tenkte seg å bruke slike gjennomsiktige ledere til, og da også til smarte vinduer. Det er også forsket på (selvfølgelig) om nanokarbonrør skal kunne brukes som slike gjennomsiktige ledere, og noen har faktisk fått det til også. Aluminiumsdopet sinkoksid og fluordopet tinnoksid er også alternative materialer som brukes, og grunnene til at man prøver å finne erstattnigner er at indium er et noe dyrt metall som det er begrenset tilgang på, samt at det er en veldig skjørt og lite fleksibelt. |
||
Revisjonen fra 23. mar. 2009 kl. 11:57
Smarte vinduer basert på elektrokromatiske materialer
En prosjektoppgave i Funksjonelle materialer (TMT4245). Skrevet av Oddmund, Marius og Carl.
Innhold
Oppgaven
- Describe how a smart window based on electrchromic materials works.
- Describe the functional materials used in such windows and discuss the structure and properties of relevant materials
Virkemåte
Smarte vinduer er vinduer som kan skifte lystransmisjonen ved å påtryykke en spenning over den. Noe vinduer kan brukes til å styre hvor mye lys og varme som slipper gjennom. Det kan gå gradvis fra gjennomsiktig til mørkere, slik at kun noe av lyset slipper gjennom. Andre brukes til og skjule det som befinner seg på den andre siden. Glasset blir tåkete og uklart. Tiden det tar og endre egenskapene til glasset varierer fra sekunder for små vinduer til minutter for store vinduer.
Smarte vinduer har et stort potensial til og erstatte tradisjoenelle vinduer med elektronisk styrte perienner. De bruker mindre energi og gir en mer gradvis skjerming fra solen. Vinduene bruker lite energe (4% av energi spart), og kan ha en levetid på 25 år. Dette fører til at man kan spare opp til 55% av bygningens energibruk til oppvarming/avskjøling i varmere strøk (tall tatt fra et konkret eksempel i Hellas[6]). Dette tilsvarer en energisparing på 127 kWh/m^2 glass per år.
Smarte vinduer består av flere lag med forskjellige materialer. Felles for dem alle er at de må være gjennomsiktige. Den elektrokromatiske filmen endrer egenskaper slik at den kan enten transmittere lyset eller absorbere lyset, avhengig av spenningen som har blitt satt over vinduet.
Materialer
Glass
Vanlig glass for å beskytte de indre, funksjonelle materialene. Gjerne brukt som substrat for de mellomliggende materialene.
Gjennomsiktig leder
Dette er ledende materialer som samtidig er gjennomsiktige slik at lys kan slippe igjennom. Dette kan brukes i alt fra solceller til LCD-skjermer, og brukes da fordi det er gjennomsiktig. I et smart vindu er dette en helt essensiell ting i og med at vi skal ha et vindu det går an å se gjennom. Tradisjonelle ledere er sjelden gjennomsiktige, og derfor er det i smarte vinduer greit å ta i bruk slike gjennomsiktige ledere. Den mest brukte, og da mest vanlige, gjennomsiktige lederen er indium tinnoksid. Dette ledende materialet er brukt i det meste man kan tenkte seg å bruke slike gjennomsiktige ledere til, og da også til smarte vinduer. Det er også forsket på (selvfølgelig) om nanokarbonrør skal kunne brukes som slike gjennomsiktige ledere, og noen har faktisk fått det til også. Aluminiumsdopet sinkoksid og fluordopet tinnoksid er også alternative materialer som brukes, og grunnene til at man prøver å finne erstattnigner er at indium er et noe dyrt metall som det er begrenset tilgang på, samt at det er en veldig skjørt og lite fleksibelt.
Indium tinnoksid består av indiumoksid som er dopet med tinn i form av <math>In_2O_3</math> og <math>SnO_2</math> i en fast løsning. Indiumoksid er et oksid med en såpass stort båndgap at det er gjennomsiktig, altså ikke absorberer synlig lys. Det er også en halvleder så når man doper indiumoksid med tinnoksid så får man overskudd av elektroner i forhold til den opprinnelige indiumoksidstrukturen, og dermed blir oksidet ledende.
Aluminiumsdopet sinkoksid fungerer også som en leder. Sinkoskid er en såkalt II-VI-halvleder, men er brukt som igrendiens i mye annet enn elektronikk, som for eksempel i batterier, i mat, i flammehemmere og mye mer. Dette er et materiale med relativt stort båndgap som gjør at det blir gjennomsiktig, og når man doper det med aluminium blir det et overskudd av hull og man får et ledende materiale. Derfor kan dette brukes som et alternativ til induimoksid fordi aluminium og sink er mindre giftig og mer tilgjengelig enn indium.
Fluordopet tinnoksid...
CNT...
Elektrokromatiske film (ionelagrende film)
Elektrolytt (ionisk leder)
Vanligvis en polymer eller tynn film av et hydrert oksid.
Artikler
- RECENT ADVANCES IN ELECTROCHROMICS FOR SMART WINDOWS APPLICATIONS, C. G. GRANQVIST et al, Solar Energy Vol. 63, No. 4, pp. 199–216, 1998
- Enhancement of Photocatalytic and Electrochromic Properties of Electrochemically Fabricated Mesoporous WO3 Thin Films, Shung-Hyeon Baeck et al, Adv. Mater. 2003, 15, No. 15, August 5
- Crystalline WO3 Nanoparticles for Highly Improve Electrochromic Applications, Se-Hee Lee et al, Adv. Mater. 2006, 18, 763–766
- Electrochromic Systems and the Prospects for Devices, David R. Rosseinsky, Adv. Mater. 2001, 13, No. 11, June 5
- ELECTROCHROMIC MATERIALS: Out of a niche, CLAES-GÖRAN GRANQVIST, Nature Materials, VOL 5, FEBRUARY 2006
- Electrochromic Windows: Physical Characteristics and Environmental Profile, E. Syrrakou et al, Paper presented at the Patras Conference on Solid State Ionics - Transport Properties, Patras, Greece, Sept. 14 -18, 2004.
- http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_windows
- http://vohweb.chem.ucla.edu/voh/classes%5Cfall08%5C285ID168%5CtransparentconductiveCNTfilms-8cpaper.pdf
- http://digitalfire.com
- http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/114209484/PDFSTART
