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智能窗户最新成果！

【背景介绍】

自Bechinger等人报道了基于液体染料敏化太阳能电池（DSSCs）的原始光电致变色器件（PECDs）以来，自驱动智能窗户的发展已经持续了25年。Wu等人报道了首次将DSSCs的光伏（PV）和电致变色（EC）特征结合在分离电极结构中的光电致变色器件（PVCDs），该突破将光伏技术扩展到有机光伏（OPV）、钙钛矿太阳能电池（PSC）等所有固态候选材料。然而，对比液体PECDs，将固体PVCDs集成到建筑围护结构中面临更多挑战。从分离的不透明PV和EC器件的外部连接开始，这些系统并不是真正的单体结构器件，简单而言，只是缩短了从光伏发电机到终端电气设备的电力传输距离，对于构建集成应用而言过于繁琐。此外，不透明或半透明的PV组件不能作为非活性区域变色，限制了其作为理想智能窗户需要100%活性覆盖。因此垂直串联架构被认为是最先进的集成策略。鉴于此，最近通过两种途径将半透明特性应用于串联结构PVCD：（1）在本质上不透明的PV层上物理减小厚度或图案化空隙窗户导致低原始透射率（T%）和低对比度在PVCD中；（2）化学加宽PV材料的光学带隙以仅吸收部分可见波长导致不舒服的视觉环境和较差的显色指数（CRI）。

【成果简介】

近日，南京工业大学秦天石教授和西北工业大学黄维院士（共同通讯作者）等人报道了一种简便的全溶液处理技术，以实现具有高原始T%和优异CRI的全透明钙钛矿PV层。基于此，作者制备了一种光电致变色器件，该器件在垂直串联结构中结合了可见透明钙钛矿PV层和基于离子凝胶的电致变色组件，无需任何中间电极。最重要的是，通过精确调整卤化物交换周期，该光伏变色组件可以实现高达76%的高原始透光率。此外，它还具有出色的显色指数，达到了96，对平均可见光透射率（400-780 nm）的宽对比度（>30％），以及自适应透射率调节和根据不同太阳辐照度自动控制室内亮度和温度。研究成果以题为“Full-frame and high-contrast smart windows from halide-exchanged perovskites”发布在国际著名期刊Nature Communications上。