近日，纳米科学与材料工程学院蔡国发教授课题组在电致变色智能窗方面取得新进展。相关成果以“Chemically Bonded T/TT Nb2O5 Heterojunctions with a Strong Internal Electric Field for High Performance Electrochromic Smart Windows”为题，以Research Article形式发表在《ACS Energy Letters》上。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.6c00468。

金属氧化物是一类应用于节能智能窗的重要电致变色材料。但其低电导率限制了离子扩散和反应动力学，是影响电致变色性能的主要瓶颈。针对上述问题，本文提出通过钨诱导相变策略成功构建了化学键合的T/TT-Nb₂O₅异质界面，利用内建电场显著提升Li⁺扩散动力学，实验与理论计算结果表明，该策略可将锂离子扩散能垒从0.48 eV显著降低至0.19 eV，实现了高光学调制、快速响应、长循环稳定性的有效提升。器件在着色态与褪色态之间可实现13.1°C的室内温度调节。此外，基于EnergyPlus的建筑能耗模拟显示，安装该智能窗的建筑每年节约能源消耗最高达19%（约143.01 kJ/m²）。该策略不仅为Nb₂O₅基电致变色材料提供了新思路，也为其他金属氧化物基电致变色薄膜的离子扩散动力学提升开辟了新路径，对推动建筑节能与碳中和目标具有重要价值。

河南大学纳米科学与材料工程学院为论文第一通讯单位，纳米科学与材料工程学院蔡国发教授、中国科学院新疆理化技术研究所刘林林老师、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吕营老师为论文通讯作者，刘欢欢老师为论文第一作者。本工作得到了国家自然科学基金委、河南省科学技术厅和河南大学的大力支持。