一、研究背景与目的
建筑能耗现状
：建筑能耗占全球总能耗的 40%，其中超半数用于室内冷暖与照明，智能窗口作为内外能量交换的关键，可通过调节透光率降低能耗。
智能窗口分类与挑战
：被动型（光致、热致等）零能耗但可逆性差，主动型（电致）可调控但需额外能源，如何结合两者优势是关键。
二、材料制备与结构表征
制备方法
：通过溶液混合法制备 WO₃-EG-Ag 复合薄膜，依次将 WO₃纳米颗粒与 EG、Ag NWs 混合后喷涂于 ITO 基板。
微观结构
- Ag NWs 嵌入 WO₃颗粒中，增强界面结合力。
三、双响应性能分析
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| 光致变色 | 700 nm 调制 75.6%，1000 nm 调制 77.2%，UV 照射 10 分钟达峰值，8 小时自漂白 | Ag NWs 的 LSPR 效应增强光吸收，EG 促进电子传输 |
| 电致变色 | 700 nm 调制 75.9%，1000 nm 调制 76.7%，循环 2000 次后电流密度衰减 33.7% | Ag NWs 补偿 EG 的低导电性，加速离子传输 |
四、全固态智能窗口器件
结构组成
：WO₃-EG-Ag 薄膜 / LiClO₄-PC 固态电解质 / 普鲁士蓝（PB）电极。
四种工作模式
光致变色亮冷
：透光率 42.3%（700 nm），降低室内热量摄入。
光致变色暗冷
：透光率 6.3%（700 nm），强化隐私与降温。
电致变色漂白
光致变色自漂白
节能效果
：模拟测试中，箱内温度比外表面低 6.39~11.08℃，实现阶梯式降温。
五、结论与创新
核心成果
：制备出兼具光致与电致变色的 WO₃-EG-Ag 薄膜，集成被动与主动调节优势。
应用价值
：四种工作模式满足个性化需求，为下一代智能窗口提供新方向。
关键问题与答案
1. 为什么 WO₃-EG-Ag 薄膜能实现双响应特性？
答案：WO₃本身具有光致和电致变色潜力，EG 作为分散剂改善 WO₃颗粒的分散性，形成氢键网络加速电子传输；Ag NWs 通过局域表面等离子体共振（LSPR）效应增强光吸收，并作为导电通道促进电荷转移，两者协同拓宽了光响应范围和电化学活性，从而实现双响应特性。
2. 该智能窗口的四种工作模式如何实现节能？
答案：
光致变色亮冷
：通过光致变色降低可见光透过率（42.3%），减少太阳热辐射进入室内，自适应降温。
光致变色暗冷
：结合光致变色与电压刺激，进一步降低透光率（6.3%），强化隔热与隐私保护。
电致变色漂白
：主动电调控快速提升透光率，满足室内采光需求，避免过度依赖人工照明。
光致变色自漂白
：暗态下 8 小时自恢复，匹配夜间无光照场景，实现零能耗调节。
3. 与单一响应智能窗口相比，双响应设计的核心优势是什么？
答案：单一电致变色窗口需持续供电，单一光致变色窗口调控被动且自漂白慢。双响应设计结合了被动光响应的自适应性（如光致变色随光照强度自动调节）和主动电响应的可控性（如电致变色快速漂白），既减少能源消耗，又能通过四种模式满足不同场景的个性化需求，例如白天光致变色降温，夜间自漂白恢复透光，实现全天智能管理。
图解
光电双响应薄膜的合成过程和微观结构。a） WO 3-EG-Ag 薄膜合成示意图。b–d） WO3、WO3-EG 和 WO 3-EG-Ag 薄膜的 SEM 图像。e） 高放大倍率 WO 3-EG-Ag 薄膜的 SEM 图像。f） WO3 纳米颗粒的 HRTEM 图像和 SAED 图谱。g） WO 3-EG-Ag 薄膜的相应元素 EDX 映射。
光电双响应薄膜的成分表征。a） WO3 纳米颗粒的 XRD 图谱。b） WO3 胶片的高分辨率 W 4f XPS 光谱。c） WO3 薄膜的高分辨率 O 1s XPS 光谱。d） WO3、WO3-EG 和 WO 3-EG-Ag 薄膜的拉曼光谱。e） WO3、WO3-EG 和 WO 3-EG-Ag 薄膜的紫外-可见-近红外漫反射光谱 （DRS）。f） 用 Kubelka-Munk 函数计算 WO3、WO3-EG 和 WO 3-EG-Ag 薄膜的带隙图。光电双响应薄膜的 PC 特性。a，b） 不同紫外照射时间下 WO 3-EG-Ag 薄膜的相应数字图像和透射光谱。c） WO 3-EG-Ag 薄膜在自漂白过程中的原位透射光谱。d，e） WO 3-EG-Ag 薄膜在着色和漂白状态下的高分辨率 W 4f XPS 光谱。f） WO 3-EG-Ag 薄膜中光致变色着色过程示意图。光电双响应薄膜的 EC 特性。a，b） WO 3-EG-Ag 薄膜在不同电压下的相应数字图像和透射光谱。c） 1 m LiClO4/PC 电解质中 WO3、WO3-EG 和 WO 3-EG-Ag 薄膜在 50 mVs-1 扫描速率下的循环伏安测试结果。d） WO3、WO3-EG 和 WO 3-EG-Ag 薄膜的 EIS 分析。e） WO 3-EG-Ag 薄膜的循环稳定性，在 -1 和 1 V（2000 次循环）之间的多电位步骤。a） PECSW 的结构示意图。b） 不同作模式下有效面积为 3 × 3 cm2 的 PECSW 透射光谱和相应的数码照片。c） PECSW 在自漂白过程中的原位透射光谱。d） PECSW 在 700 和 1000 nm 处的透射光谱，每 30 秒施加 -1/1 V。e） PECSW 的循环稳定性测试（每个循环由 PC 着色、EC 着色和 EC 漂白序列中的三个步骤组成）。原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202501977
