Elektrochrome Schichten

Bei elektrochromen Verglasungen erfolgt die Schaltung durch elektrischen Strom. Dabei lasst sich die Transmission (Durchlassigkeit) der Verglasung entweder in mehreren Stufen (haufig 5) oder stufenlos verandem. Die Durchsicht bleibt immer erhalten. Unter Elektro – chromie versteht man die Anderung der optischen Eigenschaften von Molekulen und Kris – tallen, insbesondere der Lichtabsorption, durch ein auBeres elektrisches Feld. Der Aufbau des elektrochromen Glases ist vergleichbar mit dem einer Verbundglasscheibe, die aus zwei TCO-beschichteten Glasem (TCO = tranparent conductive oxide, z. B. fluordotiertes Sn02) besteht (Abb. 14.7). An den Glasem sind die elektrischen Anschlusse montiert. Zwischen den beiden Glasscheiben des Glasverbunds befindet sich die aktive Schicht, bestehend aus Wolframoxid (W03, Elektrode) bzw. einem Li+-Ionen enthaltenden Mischoxid (Gegen – elektrode). Eine leitfahige, transparente Polymerfolie trennt die beiden Elektroden. Wird nun zwischen Elektrode und Gegenelektrode eine Spannung in der GroBenordnung von З V angelegt, wandem die Lithiumionen durch das leitfahige Polymer zum Wolframoxid. Dort lagem sie sich in das Kristallgitter ein, das selbst wahrend des gesamten Prozesses unverandert bleibt. Durch die Einlagerung der Ionen verandert sich die Oxidationsstufe des Wolframs und damit die Bandstruktur des Ubergangsmetalloxids, was wiederum zu einer Anderung der elektrischen Leitfahigkeit und der optischen Eigenschaften fuhrt. Die gebildeten,,Li-WOx-Farbzentren“ absorbieren das einfallende Licht. Wird danach die um – gekehrte Spannung angelegt, werden die Farbzentren wieder „zerstort46. Die Lithiumionen wandem durch das Polymer zur Gegenelektrode zuruck. Der Verbund entfarbt sich wieder.

image223"Abbildung 14.7

Schichtaufbau einer elektrochromen Verglasung;

TCO = transparent conductive oxide, z. B. fluordotiertes Sn02.

Quelle: FLABEG

Die geschilderten Vorgange sind mit dem Lade – und Entladevorgang eines Akkumulators vergleichbar. Bei falscher Steuerung konnen hier ebenso Memory-Effekte auftreten und bei Uberladung konnen die Elektroden geschadigt werden. Deshalb wird kommerziell fur jede elektrochrome Scheibe ein Controller mitgeliefert, der eine ordnungsgemaBe Steuerung von Ladung und Entladung garantiert. Je nach GroBe der Scheibe kann ein vollstandiger Um – farbevorgang bis zu 15 Minuten dauem. Bei Einsatz von W03 erreicht man eine intensive Blaufarbung der Verglasung. Durch Variation der elektrochromen Substanzen kann die Farbe des aktivierten Fensters verandert werden: Mo-dotiertes Nioboxid (Nb205-Mo) -> grau; Li-dotiertes Nioboxid (Nb205-Li) oder Nickeloxid/Titandioxid (NiO-Ti02) -> braun.

Lebensdauer und Eigenschaften der elektrochromen Verglasung hangen wesentlich von der Zuverlassigkeit der Steuerungselektronik ab. Es wird eine Lebensdauer von 20 Jahren an – gestrebt. Mit elektrochromen Verglasungen kann die Energieeinstrahlung variabel gestaltet und Energie eingespart werden. Bei direktem Sonnenlicht gibt es allerdings keinen sicheren Blendschutz, eine mogliche Blendung wird nur stark reduziert.