A Flexible Electrochromic Device for All-Season Thermal Regulation on Curved Transparent Building Envelopes

材料科学 电致变色 热的 光电子学 电致变色装置 热膨胀 电子设备和系统的热管理 复合材料 工程物理 光学 机械工程 电极 气象学 物理 工程类 物理化学 化学
作者
Xinyu Zhao,Mingfeng Sheng,Huajie Tang,Haodan Pan,Chenyue Guo,Dongliang Zhao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsami.4c08207
摘要

As one of the least energy-efficient components in buildings, transparent building envelopes are responsible for approximately 60% of the total energy losses. Although controlling solar transmittance through electrochromic modulation is an effective method for temperature management in these structures, a dynamic control strategy for solar light on curved transparent building envelopes is still lacking. In this study, we introduce a dual-mode flexible electrochromic device based on reversible silver deposition for curved transparent building envelopes. The device operates by reversibly depositing and dissolving silver on a flexible polyethylene terephthalate-indium tin oxide (PET-ITO) substrate, controlled through the application and removal of pulsed voltage. This mechanism enables rapid switching between radiative cooling and solar heating modes, leading to modulation of solar reflectance from 89.1% to 15.7% and solar transmittance from 0.02% to 72.9%. Under approximately 700 W/m2 of solar irradiance, the device achieves an average temperature reduction of 1.6 °C (with a maximum reduction of 4.3 °C) compared to ambient temperature in radiative cooling mode. In solar heating mode, the device achieves an average temperature increase of 17.1 °C (with a maximum increment of 23.7 °C) compared to ambient temperature. Simulation results show that the dual-mode flexible electrochromic device could offer all-season thermal regulation for curved transparent building envelopes and achieve a maximum of over 50% annual HVAC energy savings.
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