การทบทวนสมบัติอิเล็กโตรโครมิคของฟิล์มทังสเตนไตรออกไซด์สำหรับการประยุกต์ใช้เป็นหน้าต่างอัจฉริยะ

Abstract

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์ของบทความวิชาการนี้ คือ การกล่าวถึงสมบัติอิเล็กโตรโครมิคของฟิล์มบางทังสเตนไตรออกไซด์ (WO₃) สำหรับการประยุกต์ใช้เป็นหน้าต่างอัจฉริยะ วัสดุอิเล็กโตรโครมิคนี้สามารถเปลี่ยนสภาวะกลับไปกลับมาระหว่างโปร่งแสงและแสงส่งผ่านได้น้อยด้วยการจ่ายความต่างศักย์ไฟฟ้าให้แก่วัสดุ ในจำนวนวัสดุอิเล็กโตรโครมิคต่าง ๆ นั้น ฟิล์มบางทังสเตนไตรออกไซด์ถือได้ว่าเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก เนื่องจากให้ลักษณะสมบัติทางแสงที่ดีโดยใช้พลังงานไฟฟ้าที่ต่ำ มีประสิทธิภาพในการเกิดสีสูงโดยเปลี่ยนกลับไปกลับมาระหว่างสภาวะโปร่งแสงกับเกิดสีได้ดี มีความเสถียรสูง ใช้เวลาการตอบสนองที่สั้น บรรจุไอออนได้ในปริมาณสูง และให้ความสบายตาต่อผู้ที่มองเห็น ปรากฏการณ์อิเล็กโตรโครมิคนั้นเกิดจากการแทรกตัวโดยการป้อนเข้าหรือถ่ายออกของทั้งประจุบวกและอิเล็กตรอนในชั้นฟิล์มของหน้าต่างอัจฉริยะ ซึ่งการใช้หน้าต่างอัจฉริยะในตัวอาคารสามารถทำให้ลดการใช้พลังงานไฟฟ้าลงได้เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้กระจกหน้าต่างทั่วไป กลไกของการเกิดปรากฏการณ์อิเล็กโตรโครมิคจึงเป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนาและเติบโตทางด้านเทคโนโลยีทั้งในด้านฟิสิกส์ เคมี วัสดุศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่เกี่ยวพันกับปรากฏการณ์ที่ทำให้เกิดกลไกการเกิดสีและการกลับมาใสของวัสดุ

คำสำคัญ : อิเล็กโตรโครมิค; ทังสเตนไตรออกไซด์; หน้าต่างอัจฉริยะ

Abstract

The purpose of this academic paper was to mention electrochromic property of tungsten trioxide (WO₃) films for smart window application. This electrochromic material is able to switch between an optically trans-parent and an optically dense state by the application of an electrical voltage. Among several electrochromic materials, WO₃ thin films have attracted much attention due to their superior characteristic of low power consumption, high coloration efficiency, good reversibility, high stability, short response time, high capacity for inserted ions, and low stress for viewer’s eyes. The electrochromic effect occurs in the intercalated thin films of the smart window via dual injection (cathodic) or ejection (anodic) of positive ions and electrons. Using smart windows in buildings can significantly reduce energy use compared to convention double-glazed windows. Electrochromism is one of the growing technologies in which physics, chemistry, materials science, and engineering are greatly involved in revealing the in-depth mechanism of coloring and bleaching.

Keywords: electrochromic; tungsten trioxide; smart window