Elektrokromatisk anordning
En elektrokrom anordning ( ECD ) kontrollerar optiska egenskaper såsom optisk transmission, absorption, reflektans och/eller emittans på ett kontinuerligt men reversibelt sätt vid applicering av spänning ( elektrokromism ). Den här egenskapen gör att en ECD kan användas för applikationer som smart glas , elektrokroma speglar och elektrokroma displayenheter.
Historia
Historien om elektrofärgning går tillbaka till 1704 när Diesbach upptäckte preussiskt blått (hexacyanoferrat), som ändrar färg från transparent till blått under oxidation av järn. På 1930-talet noterade Kobosew och Nekrassow först elektrokemisk färgning i volframoxid i bulk. Medan han arbetade på Balzers i Lichtenstein gav T. Kraus en detaljerad beskrivning av den elektrokemiska färgningen i en tunn film av volframtrioxid (WO 3 ) den 30 juli 1953. 1969 demonstrerade SK Deb elektrokrom färgning i WO 3 -tunna filmer. Deb observerade elektrokrom färg genom att applicera ett elektriskt fält i storleksordningen 10 4 Vcm −1 över WO 3 tunnfilm. Faktum är att den verkliga födelsen av EC-tekniken vanligtvis tillskrivs SK Debs nyskapande papper från 1973, där han beskrev färgningsmekanismen i WO 3 . Elektrokromismen uppstår på grund av de elektrokemiska redoxreaktioner som äger rum i elektrokroma material . Olika typer av material och strukturer kan användas för att konstruera elektrokroma anordningar, beroende på de specifika applikationerna.
Enhetens struktur
Elektrokroma (ibland kallade elektrokromatiska) enheter är en typ av elektrokroma celler. Den grundläggande strukturen för ECD består av två EC-lager separerade av ett elektrolytiskt lager. ECD arbetar på en extern spänning, för vilken de ledande elektroderna används på vardera sidan av båda EC-lagren. Elektrokroma anordningar kan kategoriseras i två typer beroende på vilken typ av elektrolyt som används, dvs. Laminerad ECD är den där flytande gel används medan fast oorganiskt eller organiskt material i fasta elektrolyter EC-enheter används. Den grundläggande strukturen av elektrokrom anordning förkroppsligar fem överlagrade skikt på ett substrat eller placerade mellan två substrat i en laminerad konfiguration. I denna struktur finns det tre principiellt olika typer av skiktade material i ECD: EC-skiktet och jonlagringsskiktet leder joner och elektroner och tillhör klassen blandledare. Elektrolyten är en ren jonledare och separerar de två EC-skikten. De transparenta ledarna är rena elektronledare. Optisk absorption uppstår när elektroner rör sig in i EC-skikten från de transparenta ledarna tillsammans med laddningsbalanserande joner som kommer in från elektrolyten.
Solid-state enheter
I elektrokromiska enheter i fast tillstånd används ett fast oorganiskt eller organiskt material som elektrolyt . Ta 2 O 5 och ZrO 2 är de mest omfattande studerade oorganiska fasta elektrolyterna.
Laminerade enheter
Laminerade elektrokroma anordningar innehåller en flytande gel som används som elektrolyt.
Driftsätt
_Operation.png)
Typiskt är ECD av två typer beroende på driftsätten för enheten, nämligen transmissionsmoden och reflektansmoden. I transmissionsläget är de ledande elektroderna transparenta och styr ljusintensiteten som passerar genom dem; detta läge används i smarta fönsterapplikationer. I reflektansläget ersätts en av de transparenta ledande elektroderna (TCE) med en reflekterande yta som aluminium, guld eller silver, som styr den reflekterande ljusintensiteten; detta läge är användbart i backspeglar på bilar och EC-displayenheter.
Ansökningar
Smarta fönster
Elektrokroma fönster, även kända som smarta fönster , är en teknik för energieffektivitet i byggnader genom att kontrollera mängden solljus som passerar igenom. De kan också producera mindre bländning än frittat glas . Deras effektivitet beror på deras placering, storlek och väder, vilket påverkar mängden exponering för solljus.
Dessa fönster innehåller vanligtvis lager för toning som svar på ökningar av inkommande solljus och för att skydda mot UV-strålning . Till exempel har glaset som utvecklats av Gesimat ett lager av volframoxid, ett lager av polyvinylbutyral och ett lager av preussiskt blått mellan två dubbla lager av glas och fluordopat glas belagt med tennoxid. Lagren av volframoxid och Prussian Blue bildar de positiva och negativa ändarna av ett batteri med hjälp av den inkommande ljusenergin. Polyvinylbutyralen (PVB) bildar det centrala skiktet och fungerar som en polymerelektrolyt. Detta möjliggör flödet av joner som i sin tur genererar en ström.
Speglar
Elektrokroma reflekterande ytor används som självförmörkande speglar som reglerar reflektioner av blinkande ljus från efterföljande fordon på natten så att en förare kan se dem utan obehag.
Andra displayer
Elektrokroma displayer kan fungera i antingen reflekterande eller sändande läge. De är billiga och drar lite ström.
Andra applikationer inkluderar dynamiskt färgande glasögon och motorcykelhjälmvisir, och specialpapper för att rita på med en penna.
Galleri
Ett elektrokromt objektglas i blekt tillstånd
Ett elektrokromt objektglas i färgat tillstånd
Elektrokromatiskt glas installerat i byggnader
En automatisk avbländande bilspegel
