Ventanas inteligentes basadas en monocapas VO2 y WS2

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Óptica
• Energía

Sus antecedentes:

• Las ventanas inteligentes controlan la radiación infrarroja (IR) para ahorrar energía.
• El dióxido de vanadio (VO2) es un material de cambio de fase adecuado para ventanas inteligentes, pero tiene limitaciones en la transmisión IR y la luz visible.
• Las ventanas inteligentes VO2 existentes sufren de baja transmisión de luz visible y un tono amarillo-marrón indeseable.

Objetivo del estudio:

• Para diseñar y optimizar ventanas inteligentes utilizando VO2.
• Para mejorar el bloqueo IR y la transmisión de luz visible.
• Para mejorar la neutralidad del color de las ventanas inteligentes basadas en VO2.

Principales métodos:

• Estructurar el VO2 como una rejilla en un sustrato de sílice.
• Incorporación de capas atómicas de disulfuro de tungsteno (WS2) en la estructura de VO2.
• Simulación de las propiedades ópticas bajo radiación magnética (TM) y eléctrica (TE) transversal.

Principales resultados:

• Una estructura de rejilla VO2 mejoró el bloqueo IR al 67% / 63% y la transmisión de luz visible al 53% / 47% (TM / TE).
• La adición de 5 capas de WS2 mantuvo las propiedades ópticas al tiempo que redujo la transmisión indeseable de longitud de onda de 620 nm al 34% / 30% (TM / TE), mejorando el color.
• Las propiedades optimizadas se mantuvieron consistentes en varios ángulos de luz y para luz no polarizada.

Conclusiones:

• Las ventanas inteligentes propuestas basadas en VO2 optimizan simultáneamente la transmisión de luz visible, el bloqueo de IR y el color.
• Esta investigación presenta un avance significativo en la tecnología de ventanas inteligentes para mejorar la eficiencia energética y la estética.
• Los hallazgos allanan el camino para las aplicaciones de ventanas inteligentes de próxima generación.