以磁控濺鍍法製備軟性氧化鎢電致變色元件之探討

 

刊登日期:2009/6/22
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現代科技日新月異,自工業革命以來,機械已經取代傳統人力,在此同時也為人類帶來了環境汙染,而地球上的能源也有逐漸消耗殆盡之虞,因此許多科學家正在研發替代性的能源來取代傳統能源。除了發展新興能源之外,節約能源的材料也是重要的課題之ㄧ。綠色建築概念大行其道,用最節約能源、最有效利用資源的方式,建造對環境負荷最安全、健康、舒適的居住空間。而電致變色玻璃是一種可以解決門窗採光、隔熱及節能環保技術的應用項目。它利用現有的玻璃、電子電路及材料技術,解決了目前市面上普通玻璃只能採光透光,卻不能遮光;有色玻璃只能遮光而無法採光的缺點。

材料吸收外界的能量(如電、光、熱),產生色澤之改變,並將之記憶或記錄,稱為變色材料(Chromic Materials) [1],變色材料與非變色材料最大不同在於變色材料具有較高的使用者控制性和較寬廣的可調整波長範圍及更高的光學密度變化,可阻擋大部分熱源的紅外光與可見光,因此具有節能的效果。

電致變色(Electrochromism),則是指在外加電場或電流的作用下,物質的光學性能(穿透率、反射率或吸收率)在可見光波長範圍內產生穩定可逆變化的現象。在其外觀上,電致變色則表現為顏色與透明度的可逆變化,它可以用作被動顯示器元件(通常也稱為電致變色顯示器元件Electrochromic Device,ECD )。目前各國的節能策略與技術大致可分為以下四點:
1.設計節能、通風、採光良好、舒適、健康的生活環境。
2.透過環境監測,控制通風、採光與空調。
3.透過智慧建築外殼,調整室內氣候。
4.利用建築與太陽光的互動,產生能源。
  
綜合以上之各點,使得電致變色逐漸成為各國環保發展之項目,尤其以智慧型窗戶(Smart Window)更是發展重點。電致變色元件現階段已應用或未來可能的應用十分廣泛,包含調節室內陽光入射量之智慧型窗戶(Smart Window)可用在建築物,如圖一[2];車子內的頂窗(Sun Roof),如圖二[3];及圖案顯示器,如圖三[4]等;或數字顯示器,如圖四[4]。除節能方面的運用外,電致變色材料也可運用在各種光學上,如電量指示、濾光板等。


圖一、智慧型窗戶的應用 (a).著色前、(b).著色後

電致變色性質
一般而言,電致變色材料大致可分為無機材料及有機材料兩種,又可細分為  ---本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄,更多資料請見下方附檔。

作者:盧陽明1、鍾儀文2、連峰慶1、方煌盛2、蔡智仁2、黃國興2
1國立台南大學光電工程研究所
2工業技術研究院南分院雷射應用中心軟電製程設備部


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