热致变色钙钛矿是一种用于节能智能窗户的新型颜色开关材料。尽管具有节能潜力，但热致变色钙钛矿的耐候性差，易受水损害，光学雾霾高，限制了其实际应用。
为了克服这些挑战，香港城市大学(CityUHK)的研究人员受医用口罩的启发，开发了一种透气、耐候性强、低雾霾的钙钛矿智能窗户，推动了智能窗户在绿色建筑中的广泛应用。
该研究结果发表在《自然通讯》杂志上，题为“口罩启发的透湿和耐用的热致变色钙钛矿智能窗户”。
领导这项研究的能源与环境学院副教授曹志仁教授解释说:“这种受面具启发的窗户结构设计解决了长期困扰热致变色钙钛矿智能窗户的耐气候性差和高光学雾霾的关键问题。”
掩膜启发结构降低了热致变色钙钛矿的表面粗糙度，改善了其薄膜形态。这样可以减少光散射，并将光学雾霾从90%减少到30%。因此，它解决了热致变色钙钛矿智能窗户的清晰度差的问题，即所谓的磨砂玻璃效应。
此外，受面具启发的结构为智能窗户提供了出色的防水能力，防止水滴(如雨水)的损坏。它还通过抑制漏水和铅污染来提高安全性和可靠性。在老化测试中，它的光学性能超过了原始窗户，保持了一个多月，显著提高了耐候性。
曹教授说:“这项研究最具挑战性的部分是增强热致变色钙钛矿智能窗户的耐寒性，同时减少光学雾霾。”“解决方案涉及一种面罩式结构，该结构控制水蒸气与钙钛矿的相互作用，保持其颜色切换能力并延长其使用寿命。”
受医用口罩结构的启发，研究人员采用了一种“受口罩启发”的方法。这个创新的设计包括一个三层的窗口，底层是热致变色钙钛矿，中间层是过氢聚硅氮烷(PHPS)，上层是疏水SiO2纳米颗粒。它在冷态下实现了83%的可见光透过率和24%的太阳能调制能力，有效地解决了这一双重挑战。
这种受掩膜启发的结构增强了热致变色钙钛矿的防水能力，使其可以直接涂覆在柔性PET薄膜上，而无需额外的封装，从而降低了翻新成本，并在未来促进了更广泛的智能窗户使用。
研究小组进行了建筑能耗模拟，结果显示，该薄膜每年可减少高达10%的建筑能耗，显示了其节能潜力和实用性。
更多信息:Sai Liu et al .，面罩启发的透湿和耐用热致变色钙钛矿智能窗，Nature Communications(2024)。DOI: 10.1038/s41467-024-45047-y期刊信息:自然通讯由香港城市大学提供引文:面罩启发的钙钛矿智能窗户增强耐温性和能源效率(2024,4月25日)检索自2024年4月25日https://techxplore.com/news/2024-04-mask-perovskite-smart-windows-weather.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
