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光能驱动的智能窗户

一般来说，炎炎夏日，我们会希望尽可能地将太阳光挡在室外，减少室内空调的开销;寒冷冬日，我们则希望尽可能地让太阳光进入室内，减少室内取暖的开销。有一项前沿科技可以帮助我们实现这一需求，它就是：智能窗户。

智能窗户能够智能地感知外界光线变化并作出反应，它依靠特殊的材料来实现这些功能。这些材料主要分为电致变色、光致变色、热致变色这几大类。简单说，这固定支架些材料会随着电、光、热等外界条件变化而改变自身颜色和透光特性，有效地控制太阳辐射能量进入室内，以达到建筑节能的目的。

(图片来源：纳米快报杂志)

但是，含有电致变色材料的智能窗户为了保证正常运作，也需要有能量供应。因此，在现有建筑中核相仪安装这些智能窗户，其过程会显得相对复杂，例如要连接电源、进行布线等等。

针对上述问题，美国普林斯顿大学的研究人员采用了新型太阳能技术。他们开发出了一种特殊的智能窗户：一种“自供电”的版本，且成本低廉，便于在现有的窗户上安装应用。该系统采用太阳能电池有选择性的吸收近紫外光，从而实现完全自供电。这项研究的论文于6月30日发表于《自然能源》杂志。

该校Andlinger能源中心主任称：“太阳光是电磁辐射的混合物，由近紫外射线、可见光和红外线(热量)组成。我们想通过智能窗户动态控制自然光线的量和能够进入室内的热量，节约能耗以及让空间变得更加舒适。”

这种智能窗户能够控制进入建筑内部的可见光和红外线，而这种新型太阳能电池使用近紫外线为系统运行提供能量。

由于近紫外光对于人眼来说是不可见的，所以研究人员打算利用它作为激活这种“变色技术”所需要我们应当保证曲折实验机的洁净的电能。

根据研究人员在论文中的描述，他们采用有机LED照明，弯曲的六苯并蒄(cHBC)衍生物，避免酿成大的事故制造这种太阳能电池。他们之所以选择这种材料，是由于它的化学结构可以修改，用于吸收窄波段的光线。制造这广播话筒种太阳能电池的方法，与有机发光二极管制造商所用的制造方法相同，就是将LED照明分子沉积在玻璃上形成薄膜。当太阳能电池运行时，太阳光激发cHBCLED照明产生电能。

同时，研究人员设计的这种智能窗户也由电致变色聚合物组成，它可以控制变色，可完全由太阳能电池产生的能量维持运行。当从太阳发出的近紫外光在太阳能电池中产生电荷，电荷将会触发电致变色窗户中的反应，让它从透明变为深蓝。一“到2013年底旦颜色变暗，智能窗户将阻挡80%的光线。

普林斯顿大学的团队旨在设计一种柔性、自供电的智能窗户系统，能够通过层压应用于现有的窗户。称：

“某人在他的房屋或者公寓里，将采用这些无线智能窗户层压制品(它具有剥离的粘性的支撑)，且将它们安装到窗户的内部。那么你将可以通过应用程序(app)控制进入房间的太阳光，从而迅速提高能量效率、舒适度和隐私。”

美国专业玻璃guo jia可再生能源实验室的高级研究科学家Joseph Berry，对于太阳能电池有一些研究，但是没有参与这项研究，他说这个研究项目很有趣，因为这种器件具有良好扩展性，并且针对特定部分的太阳光谱。Berry 说：

“将太阳能电池集成到智能窗户中，让它们对于改造来说更有吸引力，且你无需布线连接电源。电压性能也很好。他们创造出的电压可以直接驱动电子器件，从技术来说，它非常有趣。”