电变色玻璃 (郑惟元).pdfVIP

十一月號 作者：鄭惟元 博士 1. 電致變色玻璃 (electrochromic glass, EC glass) 前期所提之低輻射玻璃、太陽能控制玻璃雖具有阻絕紫外線以及熱能之功 能，然因其不具備可調變光透過性、隔熱性以及玻璃色彩性等缺點反侷限此類產 品之應用。近年來電致變色玻璃因具備可調控光透過性、隔熱性以及玻璃色彩故 逐漸受產業界所注意。目前於頂級豪華車款與特殊安全會議室中已可見此類產品 之應用。電致變色玻璃主要乃由透明導電膜、電致變色膜(有 WO 、NiO 、V O 等， 3 2 5 其中以WO膜之應用較為普遍 ) 、離子導體層(Ta O ) 、離子儲存層(NiO) 以及透明 3 2 5 導電膜 5層所夾層而成 (如圖 1所示 ) 。 圖1.電致變色玻璃之夾層結構 1 電致變色玻璃運作之原理主要為乃導電膜經通電後使夾層內部之氧化鎢 (WO )產生氧化還原之反應，導致電致變色膜產生顏色之改變。目前電致變色玻 x 璃內之 5層夾層結構主要為 ITO-WO -Ta O -NiO-ITO所構成，夾層內之 ITO導電 3 2 5 膜經施加 1~3V左右之電壓後，離子從儲存層(NiO) 穿過導體層(Ta O ) 而進入電致 2 5 變色膜 (WO 時，即產生色變作用，其中可見光的透過率可從) 10%變化至 80% ， 3 此一色變行為亦同時控制了太陽光的輻射能進入量。雖電致變色玻璃可利用電旋 鈕調節玻璃之顏色與透光率，然目前仍受限於價格成本，惟待成本價格下降後， 普遍性的應用才能真正展現。 圖2.電致變色玻璃於不同電場條件下之顏色變化 2. 奈米自潔玻璃(self-cleaning glass) 隨建築物高層化、玻璃幕牆使用率激增以及環境污染的增加，具自潔功能 之可抗菌、可分解油污、有害氣體之具光催化效能的玻璃逐漸為大眾所重視。 自潔玻璃之製備方法有化學氣象沈積法 (chemical vapor deposition) 、溶液- 凝膠法(sol-gel) 、熱噴塗法(thermal spray) 等方式。目前較普遍的方式為以溶液- 凝膠法於玻璃表面鍍製具奈米結構之TiO膜。目前，具光催化功能之 TiO 奈米顆 2 2 粒尺度約在 50~100nm左右，其可見光之透光率約為普通玻璃的 70% 以上，對紫 外線具有遮蔽之作用，在波長 550nm範圍具有一寬帶吸收。在陽光的照射下， TiO2 自潔玻璃可將有機物質分解為無機物質 (如圖 3所示 ) ，其光分解催化率除與TiO2 顆粒粒徑有關外，亦與塗層之厚度有關。 2 圖 3. TiO 之光催化自潔作用 2 目前市售之自潔玻璃都以鍍製單一 TiO 成分為主，由於TiO 之能隙(band 2 2 gap)寬度為 3.2eV ，其光