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[交流] 【其他】電致變色智慧窗之工業應用

電致變色智慧窗之工業應用 2010/8/2
光學調光技術於未?碚{光應用極具?摿Γ勺造o態到動態改變調光視覺效益，不同之光學技術可控制建築物與汽車之入射太陽光能量。日光與照明光學調光材料與設備可應用於需光學與熱能調�?窗之需求，這些調光材料可依能源管理系統規�??砜刂乒饩€與熱能進出窗戶，光學調光設備也可控制能源負載功能之照明與能量水平，光學調光材料或智慧窗之基本特性可顯示光線?姸取⒐庾V組成、熱電場或注入電荷改變造成之光學特性改變。
光學改變造成自高度透射狀態到部分反射或吸收狀態之太陽光譜局部或全部轉換，光學調光製程物理現象可分為二大�?：
(1) 分散質量之移動，包括於光折射、光致變色、電致變色及熱致變色材料之離子與局部電子移動。
(2)集體式物理之移動，包括分散與均質液晶、懸浮微粒、變形膜及可調�?擴散柵極。
電致變色材料對建築物、汽車、飛機、太空船及海洋調光之智慧型窗戶極具發展?摿Γ煌?別之物理光學技術可應用於調�?入射日光、太陽能及照明。電致變色窗之能量模型顯示它可提供較傳統雙層上光玻璃更佳能源性能之改善，這些設備最明顯議題乃設備成本及成本與其效益間之平衡及壽命，電致變色窗成本預估約US$100-1000/m2，目前電致變色開發目標在長壽命與耐久性能，可與正規塗層玻璃一致且以低成本與壽命極限進行電致變色設備之開發，一些商業化應用已在美、日、歐洲及澳洲進行開發。
電力活化智慧型電致變色之材料特性於電場、射出或注入電荷造成光學特性之改變，光學特性改變包括吸收、反射或散射，光學特性改變造成自高度透射狀態到部分反射或吸收狀態之轉換，可部分或全部於可見光及太陽光譜見到改變。薄膜與厚膜製備對所有調光技術很適用，一些大面積蒸鍍技術，包括平面反應DC磁控濺鍍、不同�?別之CVD及溶膠凝膠鍍膜皆已開發。由於電致變色與導電層甚厚，可達200-400mm活性層，高蒸鍍速率很重要，基於電致變色層無法容忍孔隙度，高品質鍍膜很重要。先進之旋轉陰極與極佳材料利用可降低生產成本，CVD蒸鍍也可直接於玻璃條帶蒸鍍，可用於蒸鍍透明導體低發射薄膜，PECVD製程對有些鍍膜也具高蒸鍍速率，先進之製造技術也可降低電致變色窗成本。材料性能、光學特性、發色效率及設計製造皆極為關鍵，製程設計者仍面臨挑戰採用大面積蒸鍍技術製備高光學特性m2大面積多層膜之電致變色調光設備。
所有電致變色設備較突出議題乃透明導體之品質與成本，包括ITO (In2O3:Sn) 與SnO2F，主導著電致變色調光之成本，低阻抗ITO或ZnO透明導體於低溫塑膠基材蒸鍍製備之開發已很成功，低放射表面之鍍膜玻璃產品，如Tech 15玻璃及Pilkington K玻璃也用於電致變色玻璃窗，成本約$15/m2，低於電子等級ITO/玻璃，利用熱熔煉技術也於玻璃浮動線製備低阻抗導電膜。
五、電致變色技術之工業應用
電致變色技術可應用於智慧型調光玻璃、電致變色顯示器與汽車自動防眩目後視鏡。電致變色智慧型玻璃於電場作用下具光吸收透過之可調�?性，可選擇性的吸收或反射外界之輻射熱與內部熱之擴散，減少辦公大樓與民用住宅夏季保持涼爽與冬季保持溫暖而必須耗費之大量能源，且改善自然光照程度與防窺目的，解決不斷?夯馕廴締栴}是�?能建築材料之發展方向。電致變色調光時於斷電時模糊，於通電時清晰，於建築物門窗?子每臻g不大，可省去設置窗帘之機構與空間，可用於高檔賓館、別墅、辦公室、玻璃幕�?、溫室等。
電致變色材料具雙穩態性能，電致變色顯示器不須背光燈，於顯示靜態圖像後只要顯示內容不變化，即可達減少耗電�?能目的，具無視盲角及對比度高之優點。
SAGE Electrochromics Inc.開發了擁有專利耐久性及可量產之---本文�?錄自「材料最前線」專欄，完整資料請見下方附檔。