Smarte vinduer

Smarte vinduer basert på elektrokromatiske materialer

En prosjektoppgave i Funksjonelle materialer (TMT4245). Skrevet av Oddmund, Marius og Carl.

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 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.

Feil under oppretting av miniatyrbilde: Filen mangler

En skisse av en elektrokromatisk innretning som viser de forskjellige lagene og ionetransport under et påtrykt elektrisk felt. Kilde: (5)

Materialer

Glass

Vanlig glass for å beskytte de indre, funksjonelle 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. Trasisjonelle leder 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 tinn oksid. 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 er et annet alternativ, 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.

Elektrolytt (ionisk leder)

Vanligvis en polymer eller tynn film av et hydrert oksid.

Artikler

1. RECENT ADVANCES IN ELECTROCHROMICS FOR SMART WINDOWS APPLICATIONS, C. G. GRANQVIST et al, Solar Energy Vol. 63, No. 4, pp. 199–216, 1998
2. 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
3. Crystalline WO3 Nanoparticles for Highly Improve Electrochromic Applications, Se-Hee Lee et al, Adv. Mater. 2006, 18, 763–766
4. Electrochromic Systems and the Prospects for Devices, David R. Rosseinsky, Adv. Mater. 2001, 13, No. 11, June 5
5. ELECTROCHROMIC MATERIALS: Out of a niche, CLAES-GÖRAN GRANQVIST, Nature Materials, VOL 5, FEBRUARY 2006
6. 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.