Source : https://www.neozone.org/innovation

Un film électrochrome qui s’opacifie en fonction de la tension

Le film électrochrome de la fenêtre intelligente est composé de deux électrodes, ainsi que d’une couche de conduction d’ions, de stockage d’ions et d’une couche électrochromique. En l’absence de tension, il reste transparent et laisse donc passer intégralement la lumière provenant de l’extérieur. Par ailleurs, dès qu’une tension est appliquée, les ions lithium de la couche de stockage prennent la direction de la partie électrochromique du film et entrent en contact avec le trioxyde de tungstène. Ce dernier devient ensuite opaque et bloque une partie du rayonnement solaire. Selon les chercheurs, plus la tension est élevée, plus la couleur du film est foncée

Une fenêtre photovoltaïque en silicium qui régule la température dans la maison

Le photovoltaïque intégré au bâtiment est actuellement en plein essor et de nouvelles innovations voient régulièrement le jour, à l’instar de la fenêtre solaire intelligente développée par un groupe de scientifiques chinois de l’Université de Hunan (https://www-en.hnu.edu.cn/). Ce dispositif permet de produire de l’électricité décarbonée et peut faire office de protection solaire

Une fenêtre constituée de plusieurs éléments

Cette fenêtre intelligente est constituée d’une vitre transparente, de cellules photovoltaïques en silicium, d’une cavité remplie d’argon, d’un film électrochrome et d’une feuille de verre à faible émissivité (Low-E). La vitre Low-E a pour rôle de limiter les déperditions de chaleur, tout comme la lame d’argon. Le film électrochrome, quant à lui, permet d’atténuer le rayonnement solaire pénétrant dans un bâtiment et, par conséquent, d’éviter les surchauffes durant l’été. Concernant les cellules photovoltaïques, elles se présentent sous la forme de bandes de 3 mm et sont installées derrière la vitre transparente, afin qu’elles bénéficient d’une excellente exposition à la lumière du soleil. Leur efficacité est estimée à 11,8 %

Un film électrochrome qui s’opacifie en fonction de la tension

Ce film utilisé dans les fenêtres intelligentes est composé de plusieurs couches:

2 électrodes : Ces électrodes servent à appliquer la tension électrique qui contrôle l'opacité du film

1 couche de conduction d'ions: permet aux ions lithium de se déplacer entre les différentes parties du film

1 couche de stockage d'ions: contient les ions lithium qui seront utilisés pour modifier l'opacité du film

1 couche électrochromique: composée de trioxyde de tungstène, responsable du changement de couleur du film

En l'absence de tension, le film reste transparent et laisse passer la lumière provenant de l'extérieur

Lorsque l'on applique une tension, les ions lithium présents dans la couche de stockage migrent vers la couche électrochromique. Ils entrent en contact avec le trioxyde de tungstène, ce qui provoque un changement dans sa structure et le rend opaque. Plus la tension appliquée est élevée, plus le nombre d'ions lithium qui migrent vers la couche électrochromique est important. Cela se traduit par une augmentation de l'opacité du film, et donc par une diminution de la quantité de lumière qui traverse la fenêtre. En résumé, le film électrochrome fonctionne grâce à la migration d'ions lithium qui modifient l'état de la couche électrochromique, la rendant plus ou moins opaque en fonction de la tension appliquée