基於氧化鎢的電致變色儲能裝置的能級函數的定量判斷

關於氧化鎢電致變色儲能裝置(Electrochromic Energy Storage Devices, ECESD)，如果選擇合適的電極，就能擁有更大的容量和更豐富的色彩。基於鎢氧化鎢的雙功能器件的儲能水準(energy storage level, ESL)與它的顏色之間存在著一種關係，這就是為什麼可以直接獲得該器件狀態的定性資訊。

然而，為了獲得對儲能狀態的精確判斷，需要探索光學參數和電化學參數之間的準確關係，或從其他探測器中獲得幫助。根據通常所瞭解的，當插入EC膜的電荷越多，基於氧化鎢的雙功能器件上顯示的顏色越深，它的ESL越高。由此可見，可通過透射率和ESL的關係得到定性的監測。

氧化鎢基雙功能電致變色儲能裝置的理想用途是應用于智慧窗戶，因為它可以通過改變陽光的透射率來控制房間內的亮度和溫度，使其處於舒適狀態。此外，它們還可以作為驅動燈泡等小電器的動力。基於這種裝置的定位，引入光伏太陽能電池是自然而然的，也是可行的。這一想法得到了以下原因的支持。首先，太陽能電池的開路電壓與基於鎢氧化鎢的雙功能裝置的相關低驅動電壓很匹配。其次，它們在建築物中的位置並不排斥，因此它們可以不受彼此的影響而運行，從而實現高效的能源利用。

一般來說，太陽能自供電部分的引入可能有兩種主要的不同形式。一種是ECESD和陽光轉換裝置是分開的，它們通過裝置外的導線連接。如，研究人員將基於氧化鎢的ECESD與矽太陽能電池、晶石太陽能電池和染料敏化太陽能電池連接，實現自供電系統。結果表明，雙功能裝置可以在沒有外部電源的情況下充分充電。然後，它們可以以多種形式輸出能量，包括點亮LED燈泡，而且整個過程可以通過雙功能器件上的顏色來持續監測。

參考文獻：Han W, Shi Q, Hu R. Advances in electrochemical energy devices constructed with tungsten oxide-based nanomaterials[J].《納米材料》, 2021, 11(3): 692.

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