Проблемы рынка электрохромного стекла

Применения

Архитектура

• Жилищное строительство («умный дом»): фасады, перегородки, окна, двери
  
• Строительство офисов («умный офис»): фасады, переговорные помещения, конференц-залы, офисные перегородки, оформление рабочих мест
  
• Коммерческое строительство: витрины, примерочные кабинки, витринные шкафы
  
• Строительство спортивных сооружений: остекление спортивных объектов, создание композиции внутреннего пространства в спортивных и оздоровительных учреждениях
  
• Строительство объектов здравоохранения: перегородки в палатах, операционных, кабинетах

Транспорт

• Остекление автомобилей (в качестве замены тонированным стеклам)
  
• Панорамные крыши
  
• Перегородки в лимузинах и автобусах
  
• Иллюминаторы на воздушном и морском транспорте
• Окна поездов

Описание работы электрохромного стекла

В большинстве случаев, электрохромное стекло состоит из затемняемого электрода (электрохромного электрода) и прозрачного электрода (противоэлектрода). Между электродами располагается ион-проводящий электролит (рис. 1). Природа применяемых материалов и методы их нанесения на поверхности стекол могут быть разными. Этот выбор остается за производителем и определяется рядом экономических и технологических факторов, влияющих на потребительские характеристики, себестоимость продукта. В любом варианте, электрохромное стекло — это гальваническое устройство (типа перезаряжаемой батареи), основанное на оптически прозрачных материалах.

Приложение электрического потенциала вызывает движение ионов (обычно лития) в сторону рабочего электрода. Это приводит к затемнению рабочего электрода до нужного потребителю коэффициента пропускания видимого света. После прекращения подачи тока, окраска электрода не исчезнет. Она остаётся именно такой, до которой была окрашена. То есть, электрохромное стекло потребляет электричество не постоянно, а лишь в момент переключения режима пропускания света. Приложение обратного напряжения обеспечивает движение ионов лития от рабочего электрода к противоэлектроду, происходит обесцвечивание рабочего электрода. Электрохромная система становится прозрачной, этот процесс похож на процесс зарядки и разрядки батареи.

Несмотря на кажущуюся простоту, в действительности, электрохромное стекло является технически сложным изделием. Оно содержит в себе большое количество дополнительных материалов, различных переходных слоёв, уменьшающих внутреннее сопротивление или влияющих на другие важные электрохимические характеристики всей этой гальванической системы. Кроме того, сборка электрохромного устройства не менее трудозатратный процесс, чем, например, производство литий-ионных батарей.

Компания Комберри разработала технологию TUNOX и прототип электрохромного устройства (системы) на основе сочетания неорганических и органических материалов.

Спецификация системы:

• Быстрая смена прозрачности при приложении небольшого напряжения
• Широкий диапазон прозрачности между затемненным и просветленным состоянием – 5% … 60 %
• Возможность придавать стеклам оттенки синего, серого, черного цветов
• При необходимости, позволяет перевести электрохромное устройство в почти непрозрачное состояние (прозрачность ≤ 0.3%) благодаря уникальной системе допантов и более толстым электродным слоям без существенного снижения срока службы и скорости работы устройства
• Рабочий температурный диапазон -30 °C…+65 °C (электрохромное устройство используется в составе стеклопакета, что упрощает его эксплуатацию в любой климатической зоне)
• Время жизни – до 20 лет

Технология заключается в замене твердотельного электрохромного стека на полутвердотельный. Рабочий электрод и противоэлектрод являются неорганическими и напыляются магнетронным способом. Неорганический электролит заменен на гель-полимерный или полимерный электролит с адгезивными свойствами и хорошей проводимостью.

Свойства гель-полимерного электролита:

• Ионная проводимость сравнима с жидкими электролитами
• Хорошая адгезия к поверхности электродов
• Высокая прозрачность (>98%)
• Устойчивость к ультрафиолету
• Устойчивость к повышенной температуре
• Широкое вольт-амперное окно
• Хорошая проводимость при отрицательных температурах