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【技术实现步骤摘要】
本申请属于智能窗,尤其涉及一种热响应三态智能窗及其制备方法。
技术介绍
1、日常建筑上的窗户为室内环境提供了正常采光需求,是与外界进行能量交换的通道,但也成为建筑节能保温的薄弱环节。通常传统的窗户在整个太阳能光谱波段都具有较高的透射率,尽管能够满足人们对光线亮度的需求,但通过窗口传输的太阳辐射,往往导致了室内温度的显著变化。为维持舒适的室内温度,需要使用空调或者取暖器等方式来进行调节,极大的增大了建筑能耗。
2、近年来,能够根据环境刺激动态调节光谱透射率的智能窗户得到了广泛关注和快速发展。基于不同的响应机制,包括电、热、机械和光学模式,人们探索了各种类型的智能窗户。然而,光致变色材料往往存在不稳定性,而电致变色和机械窗通常需要复杂的设备设置和额外的能量输入,从而限制了它们的实际应用。相比之下,热致变色智能窗因其对环境温度变化的被动响应和无需外部能源而成为热门研究内容。理想的智能窗应能对整个太阳光谱波段(380-2500nm)进行调节,有效地应对环境温度的变化,达到节能减排的目的。目前大多数的热致智能窗仅限于单一的可见光波段的调制,简单粗暴地屏蔽近红外波段的热辐射,或者采用相同相变温度的材料仅实现两态调控,这些都无法实现对整个太阳光谱波段进行全面的阶梯式调节和自适应优化。具有双波段三态调控的热致智能窗可以通过独立地控制近红外波段和可见光透过率来提高建筑节能效果。
技术实现思路
1、本申请的目的,在于提供一种热响应三态智能窗及其制备方法,根据外界温度的变化在不同状态(冷、暖
2、为了达成上述目的,本申请提出的解决方案是:
3、第一方面,本申请实施例提出一种热响应三态智能窗,由外至内依次包括第一基底层、第一相变层、抗反射层、空气层、第二相变层和第二基底层;
4、第一相变层附着于第一基底层,抗反射层附着于第一相变层,抗反射层与第二相变层通过空气层间隔,第二相变层附着于第二基底层;
5、热响应三态智能窗包括寒冷状态、温暖状态和炎热状态,其中:
6、在寒冷状态下,第一相变层和第二相变层均未发生相变,可见光和近红外波长以初始透光率穿过热响应三态智能窗;
7、在温暖状态下,第一相变层发生相变,可见光以初始透光率穿过热响应三态智能窗,近红外波长的透光率降低;
8、在炎热状态下,第一相变层和第二相变层均发生相变,可见光的透光率和近红外波长的透光率均降低。
9、根据本申请实施例的上述方法,还可以具有以下附加技术特征:
10、进一步的,第一基底层的材料为氧化铝,第一基底层的厚度为。
11、进一步的,第一相变层的材料为,第一相变层的厚度为。
12、进一步的,抗反射层的材料为氧化铝薄膜,抗反射层的厚度为。
13、进一步的,空气层的厚度为。
14、进一步的,第二相变层的材料为,第二相变层的厚度为。
15、进一步的,第二基底层的材料为普通玻璃,第二基底层的厚度为。
16、第二方面,本申请实施例提供一种热响应三态智能窗的制备方法,包括:
17、将第一基底层作为热响应三态智能窗的起始层;
18、通过射频磁控溅射在第一基底层上沉积掺杂金属薄膜,形成合金薄膜,将合金薄膜在管式炉中通过湿式氧化法氧化成薄膜,形成第一相变层;
19、在薄膜的表面沉积厚度为的氧化铝薄膜,形成抗反射层;
20、采用旋涂法制造钙钛矿薄膜,形成第二相变层;
21、将第一基底层与第二基底层进行密封,得到热响应三态智能窗。
22、进一步的,通过射频磁控溅射在第一基底层上沉积掺杂金属薄膜,形成合金薄膜,将合金薄膜在管式炉中通过湿式氧化法氧化成薄膜,形成第一相变层,包括:
23、将金属靶和金属靶的射频溅射功率分别设定为25w和150w,工作压力为1.0pa,氩气流速为80sccm。
24、进一步的,采用旋涂法制造钙钛矿薄膜,形成第二相变层,包括:
25、在第二基底层的表面滴入钙钛矿前驱体,放入旋涂机,采用500转10s和3000转35s的高速旋转,并置于100℃的热板上干燥30分钟,得到钙钛矿薄膜。
26、采用本申请实施例提供的热响应三态智能窗,与现有技术相比,具有如下有益技术效果:
27、本申请实施例的热响应三态智能窗能够根据外界温度的变化在不同状态(冷、暖、热)之间进行可逆转换,实现自动调整透光性能。在寒冷状态下,可见光和近红外波长以初始透光率穿过,确保室内光线充足;当外界温度升高,进入温暖状态时,第一相变层发生相变,降低近红外波长的透光率,有效减少热量的进入,保持室内温度适宜;在极端高温的炎热状态下,第一相变层和第二相变层均发生相变,进一步降低可见光的透光率,有效隔绝外界热量,维持室内凉爽。
28、本申请实施例的热响应三态智能窗通过自动调节透光性能,在不同季节和天气条件下提供适宜的室内温度和光线条件,不仅可以减少空调和照明系统的使用,降低能耗,还能提高居住者的舒适度和生活质量。
29、本申请实施例的热响应三态智能窗的自动调节功能有助于减少能源消耗和温室气体排放,符合环保和可持续发展的理念,所采用的环境友好型密封制造工艺也体现了对环境的尊重和保护。
30、本申请实施例的制备方法采用射频磁控溅射和湿式氧化法等技术,工艺简单且可控,通过精确控制溅射功率、工作压力和氩气流速等参数,可以制备出高质量的第一相变层,同时,旋涂法制备钙钛矿薄膜的方法也简化了第二相变层的制备过程,提高了生产效率;与传统的智能窗相比,热响应三态智能窗的制备方法采用的材料如氧化铝、和钙钛矿等均为常见材料,且制备过程中无需复杂的设备和工艺,降低了生产成本。
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1.一种热响应三态智能窗,其特征在于,所述热响应三态智能窗由外至内依次包括第一基底层(1)、第一相变层(2)、抗反射层(3)、空气层(4)、第二相变层(5)和第二基底层(6);
2.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述第一基底层(1)的材料为氧化铝,所述第一基底层(1)的厚度为。
3.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述第一相变层(2)的材料为,所述第一相变层(2)的厚度为。
4.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述抗反射层(3)的材料为氧化铝薄膜,所述抗反射层(3)的厚度为。
5.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述空气层(4)的厚度为。
6.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述第二相变层(5)的材料为,所述第二相变层(5)的厚度为。
7.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述第二基底层(6)的材料为普通玻璃,所述第二基底层(6)的厚度为。
8.如权利要求1至7任一项所述的热响应三态智能窗的制备方法,其
9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述通过射频磁控溅射在所述第一基底层(1)上沉积掺杂金属薄膜,形成合金薄膜,将所述合金薄膜在管式炉中通过湿式氧化法氧化成薄膜,形成第一相变层(2),包括:
10.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述采用旋涂法制造钙钛矿薄膜,形成第二相变层(5),包括:
...【技术特征摘要】
1.一种热响应三态智能窗,其特征在于,所述热响应三态智能窗由外至内依次包括第一基底层(1)、第一相变层(2)、抗反射层(3)、空气层(4)、第二相变层(5)和第二基底层(6);
2.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述第一基底层(1)的材料为氧化铝,所述第一基底层(1)的厚度为。
3.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述第一相变层(2)的材料为,所述第一相变层(2)的厚度为。
4.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述抗反射层(3)的材料为氧化铝薄膜,所述抗反射层(3)的厚度为。
5.如权利要求1所述的热响应三态智能窗,其特征在于,所述空气层(4)的厚度为。
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