节能玻璃行业前景:调光玻璃接棒天幕 产业链和主流汽玻厂商悄悄布局
节能玻璃行业前景:调光玻璃接棒天幕 产业链和主流汽玻厂商悄悄布局4)可连续调节,相比 PDLC 的透光和半透光两种状态,EC 可连续调节明暗程度。3)能耗低,SPD 使用 110V 交流电、EC 使用 3V 直流电,在能耗方面 EC 具备优势。此外,EC 调光玻璃成本较低,更适合主流价位车型,近些年受到了许多车企的认可;从功能及优势角度看,1)雾度低,雾度低于 2%,低于 PDLC,可看到透亮的车外风景;2)隔热效果好,EC 紫外线阻隔率高达 99.9%,长波黑斑效应紫外线 UVA(波长 320~420nm)透过率小于 6%,可格挡红外线,着色态遮阳系数为0.02-0.08,隔热效果优于 PDLC 和 SPD;
从结构看,EC(电致变色)玻璃一般是在两层基片之间夹有 5 个薄膜层,分别为透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层及另一透明导电层。
其工作原理是在电致变色元件两端电极外加电压,离子在外加电压的电场作用下,迁入(或迁出)至电致变色层内,使电致变色材料的价数减少(或增加),在达到平衡前,电致变色材料发生颜色变化;当达到平衡后,电致变色材料颜色变化达到稳定。
以阴极着色的三氧化钨为例,当两端没有加电压时,为初始状态,电致变色层是无色或浅色;当在两端加上电压后 储存在离子存储层的锂离子在电场的作用下经过电解质层注入到三氧化钨薄膜的晶格空隙中 形成钨青铜,导 致 W6 被还原成低价的 W5 ,电子从 W6 到 W5 的带间跃迁吸收光子而引起变色。
EC与PDLC的差异在于 EC 是天幕在改变状态时,内部物质发生了化学反应,而 PDLC 只是改变了微粒排列方向。
从功能及优势角度看,
1)雾度低,雾度低于 2%,低于 PDLC,可看到透亮的车外风景;
2)隔热效果好,EC 紫外线阻隔率高达 99.9%,长波黑斑效应紫外线 UVA(波长 320~420nm)透过率小于 6%,可格挡红外线,着色态遮阳系数为0.02-0.08,隔热效果优于 PDLC 和 SPD;
3)能耗低,SPD 使用 110V 交流电、EC 使用 3V 直流电,在能耗方面 EC 具备优势。此外,EC 调光玻璃成本较低,更适合主流价位车型,近些年受到了许多车企的认可;
4)可连续调节,相比 PDLC 的透光和半透光两种状态,EC 可连续调节明暗程度。
从行业应用来看,EC 调光玻璃产量从2014年的 4.9 万平方米增至2019年的 12 万平方米,CAGR 为 20%。
目前 EC 已经广泛应用于汽车(自动防眩后视镜、侧窗和天窗玻璃)、飞机(舷窗玻璃)、建筑(外墙玻璃)等领域,其中车窗及飞机领域2019年需求占比为 29%。
SPD(悬浮粒子)方案:耗电多,成本大,应用于高端车
构成上,SPD(悬浮粒子装置)主要由两块玻璃或塑料面板、导电材料(用于涂覆玻璃板)、悬浮粒子装置(数以百万计的黑色粒子被放置在两块玻璃板之间)、液体悬浮液或薄膜(允许颗粒在玻璃之间自由漂浮)、控制装置(自动或手动)构成。
原理上,数以百万计的SPD悬浮粒子被放置在两块玻璃或塑料面板之间,玻璃或塑料面板涂有透明导电材料,断电时由于布朗运动粒子随机排布,可以吸收99%以上的可见光。
当电流通过导电涂层与SPD悬浮粒子接触时,它们排成一条直线并允许光线通过。当电压量降低时,窗口变暗,直到完全黑暗。驱动电压一般为110V的交流电压。
优缺点上,SPD调光玻璃中的悬浮粒子可吸收99%以上的可见光,且明暗程度连续可调。
缺点在于雾度大、耗电多且偏蓝色严重,驱动电压超过100V,需配套更完善的安全措施,抬高使用成本,车厂正在寻找替换方案。
应用上,SPD技术广泛应用于汽车、建筑、航空航海等行业,其中交通方面目前应用在奔驰高档型号车、游艇等场景。
调光玻璃(建筑、家用为主)的演进发展历史复盘
调光玻璃诞生于20世纪80年代末,由美国肯特州立大学的专家发明了电控调光玻璃并申请专利,至今已有近 30 年历史。
目前,调光玻璃广泛应用于幕墙等领域。最初的调光玻璃生产成本高昂,仅少量用于政府部门及公共事业部门。
后来逐渐量产,进入一些特定的应用场景。2003年,智能调光玻璃进入中国市场,由于价格昂贵,使用场景受限,在此后的十多年间发展缓慢。
近年来,随着国民经济高速增长,生产技术不断优化改良,调光玻璃的价格从 1 万元下降到大约3000元/㎡,开始被建筑设计行业接受且大规模应用,并逐步进入汽车玻璃行业,成为智能座舱的重要组成部分。