# 可變色電子窗簾在調節光線與節能環境中的創新應用
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DJ-8-1 數位創客探索營
課前預習篇，看得出來大多為GPT整理，這個可變色電子窗簾網上資料真的少(主要還是時間不多XPP我的問題，我會進行補充或一些留言大家可以找找看:)

[TOC]
## 一、技術原理概要

可變色電子窗簾又稱 **電致變色窗簾（Electrochromic Curtain）** 或 **智慧變色膜（Smart Tint Film）**。
其核心技術是利用 **電致變色材料**：當施加不同電壓時，材料內部的離子會重新排列，使窗戶呈現透明、半透明或深色狀態。

這種窗簾可以像「調光墨鏡」一樣，自動或手動改變透光量。

## 二、調節光線的創新應用

### 1. 自動光線控制

可根據感測器（光線、溫度、時間）自動改變顏色，例如：

* 太陽太強 → 自動變深色
* 晚上或天氣陰暗 → 自動轉透明

可讓室內維持舒適光度，減少刺眼光線、避免室內反光，提升視覺舒適度。

### 2. 智慧隱私模式

電子窗簾變暗後不易被看到，可作為隱私保護：

* 居家客廳與臥室
* 辦公室會議室
* 醫院診間

不需傳統窗簾，讓空間更簡潔。

### 3. 避免紫外線傷害

部分變色材料能阻擋高比例 UV：

* 減少家具、地板、畫作被曬褪色
* 降低皮膚暴露風險

## 三、節能環境中的創新應用

### 1. 降低冷氣耗能（節能效果顯著）

當窗戶變深色時，可大幅減少陽光熱能進入室內，降低室溫，使空調省電。
研究顯示：

* 電致變色窗可降低 20-30% 冷房能耗
* 若搭配智慧管理系統，可提升到 40% 以上

在台灣、日本等夏季炎熱地區效果尤其明顯。

### 2. 冬季保暖與太陽能管理

冬天可將窗戶調成透明，增加自然採光與太陽熱能，使室內略為增溫，減少暖氣使用。

### 3. 建築節能與綠建築認證

變色窗簾常被列為「綠建築節能技術」，能幫助建築物：

* 通過 LEED 等綠建築評等
* 達成節能配額
* 提升建築智慧化程度

企業、校園與公共建築常採用。

## 四、未來發展方向與應用拓展

### 1. 與 IoT、AI 控制系統結合

未來趨勢是：

* AI 依時間/季節預測陽光
* 自動調整最佳透光度
* 達成「全天候自動節能」

### 2. 與太陽能板結合（光能調節 + 發電）

有研究嘗試：

* 讓變色薄膜同時具備太陽能電池
* 在深色時吸收光線發電
* 在透明時提供採光

讓窗戶成為發電裝置。

### 3. 建築、車用與航空產業擴大採用

* 高級汽車採用智慧變色車窗（避免眩光）
* 機艙窗戶（例如波音 787）已使用電致變色窗
* 商辦與醫院採用以降低能源成本

## 五、總結（可直接放進報告的精簡版）

可變色電子窗簾透過電致變色技術，能依電壓控制窗戶透明度，具有調節光線、保護隱私、阻擋紫外線、降低空調能耗等特性，是智慧建築與綠建築的重要技術。未來結合 AI、IoT 與太陽能發電的多功能窗戶，有望成為節能建築的核心應用。

有，兩者之間其實有「技術上的交集」，而且是越來越重要的那種交集。以下用清楚好懂的方式整理，方便你放進你的有機半導體單元內容裡。

# 可變色電子窗簾（Electrochromic Windows）與有機半導體的關聯

## 一、可變色電子窗簾的核心原理

可變色窗簾（或變色玻璃）依靠「電致變色材料」來調整透光率。
當施加電壓後，材料內部的離子或電子分布改變 → 材料吸光性變化 → 玻璃變深 / 變亮。

這項技術被視為綠色節能建築的重要元件，可有效降低室內冷房/燒冷氣的浪費。

## 二、傳統電致變色材料的組成

一般可變色窗使用：

* 無機材料（如 WO₃ 鎢氧化物）
* 金屬氧化物
* 固態電解質

目前商用大多以 **無機材料** 為主，但成本高、製程需要高溫、重量較重。

# 三、與有機半導體的關係：有「技術替代與提升」的潛力

新一代研究逐漸加入**有機半導體材料（Organic Semiconductors）**，原因如下：

## 1. 有機半導體可製作「有機電致變色材料」

有機半導體能透過分子結構設計，讓材料：

* 在施加電壓下改變電子雲分佈
* 進而改變吸光波段（也就是顏色）

這使得 **變色反應速度更快、顏色更多元，甚至可客製化光譜**。
無機材料通常只會變成深藍或灰色，而有機材料可以做到：

* 紅
* 綠
* 黃
* 漸層
* 動態色變

## 2. 有機半導體讓製程更便宜且可彎曲

有機半導體可：

* 塗佈在塑膠基板
* 以低溫製程製造
* 柔性可彎曲
* 適用大面積印刷技術（如 roll-to-roll）

因此未來可能看到：

* 可彎曲電子窗簾
* 捲動式變色薄膜
* 電子百葉窗

這些是無機半導體較難做到的。

## 3. 有機半導體可整合「感測 + 自動調光」

若將 **有機光感測器、有機薄膜電晶體(OTFT)** 整合，就能做：

* 自動偵測光線
* 自動調整透光率
* 甚至結合溫度、UV、紅外線感測

形成 **智慧節能窗系統**。

這就是「有機半導體在智慧建築的前瞻性應用」。

# 四、總結：兩者的關聯

可變色電子窗簾是未來綠建築與節能技術的重要方向。傳統電致變色窗主要使用無機材料（如氧化鎢），雖然穩定但在顏色選擇、製作成本與柔性表現上有限。
近年研究開始引入**有機半導體**，形成「有機電致變色材料」（Organic Electrochromic Materials）。
有機半導體具備可設計性高、製程低溫、可大面積印刷與可彎曲等特點，使變色窗能做到更快速的色彩切換、多色顯示，甚至能製作成可彎曲或薄膜式窗簾。未來更可與有機光感測器、薄膜電晶體整合，形成能自行調整光線的智慧節能窗。
因此，可變色電子窗簾不僅與有機半導體相關，更是有機半導體在智慧建築應用中的代表性技術之一。

## 文獻

### 🔍 資料查詢連結

1. “Applications of thermochromic and electrochromic smart windows” — S Wu 等人，2023 年。
[連結](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666386423001388) ([科學直通車][1])
2. “A Review on the Progress of Electrochromic Materials and Devices” — PV Navya 等，2025 年。
[連結](https://aces.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202401724) ([aces.onlinelibrary.wiley.com][2])
3. “The Influence of Electrochromic Film on Indoor …” — KT Yeh 等人，2025 年。
[連結](https://www.mdpi.com/1996-1073/18/10/2499) ([MDPI][3])
4. “Water soluble organic electrochromic materials” — T.A. Welsh & E.R. Draper，2021 年。
[連結](https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/ra/d0ra10346b) ([皇家化學會出版物][4])
5. “A Review of Synthesis, Electrochromic Polymerization, and …” — P.Y. Lee，2022 年。
[連結](https://jit.yuntech.edu.tw/2022/JIT-V04N02-01.pdf) ([jit.yuntech.edu.tw][5])

[1]: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666386423001388?utm_source=chatgpt.com "Applications of thermochromic and electrochromic smart ..."
[2]: https://aces.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asia.202401724?utm_source=chatgpt.com "A Review on the Progress of Electrochromic Materials and ..."
[3]: https://www.mdpi.com/1996-1073/18/10/2499?utm_source=chatgpt.com "The Influence of Electrochromic Film on Indoor ..."
[4]: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/ra/d0ra10346b?utm_source=chatgpt.com "Water soluble organic electrochromic materials"
[5]: https://jit.yuntech.edu.tw/2022/JIT-V04N02-01.pdf?utm_source=chatgpt.com "A Review of Synthesis, Electrochromic Polymerization, and ..."