熱クロミズムの原理は、主に、周囲温度に基づいて窓からの太陽放射（190-3000NMに濃縮された波長）エネルギーとブラックボディエネルギーの出力を調整します。熱クロミック材料は、温度が変化するときに透明性、吸収性、色を変えます。 Thermochromicは、外部エネルギーや手動操作を必要とせずに、目に見える光透過率を維持しながら、近赤外透過率を調整するためのパッシブ設計戦略として使用できます。したがって、Thermochromicスマートウィンドウは、単純な構造と幅広いアプリケーションの見通しにより、省エネ窓の構築におけるホットな研究トピックになりました。
二酸化バナジウム（VO2）スマートウィンドウの分野で多くの注目を集めた熱誘導相変化材料です。 VO2の主な特徴は、Thermochromicフィルム材料として直接使用できるT≈67℃で、逆転型から絶縁体への遷移（MIT）が発生することです。 VO2薄膜における金属から絶縁体への移行には、近赤外透過率の突然の変化が伴います。T> 67℃、四角いルチル金属の状態では、赤外線透過率が大幅に減少し、半透過性になります。 T ＜67℃、単眼半導体状態、高赤外線透過率、透明性[12-13]。太陽放射エネルギーの約50％は、相転移前後の太陽透過率を調節するVO2の範囲内で、近赤外帯に集中しています。理想的には、寒い冬には、VO2ベースのスマートウィンドウにより、太陽放射の大部分が部屋に入ることができます。暑い夏には、VO2は相転移を受け、図2Cに示すように、屋内温度上昇を防ぐために、屋外に近赤外光が反射されます。インテリジェントな省エネ窓に適用するために、VO2の位相遷移温度は、ドーピング、微細構造制御、複合、ハイブリダイゼーション、その他の方法により室温になるか、さらに低くなります。無機VO2の位相遷移温度は、室温に最も近いため、再現性が良好な急速で可逆的な位相遷移により、VO2薄膜は、次世代のインテリジェントな調光コーティングに好ましい選択です。
VO2薄膜の調製プロセスには、主に物理マグネトロンスパッタリング、ゾルゲル、化学蒸気堆積、熱水、パルスレーザー堆積が含まれます。国内外の研究者は多くの仕事をし、VO2薄膜の調光効率の調製、相遷移メカニズム、改善において実りある結果を達成しました。ただし、高VO2相転移温度、太陽光調節の低い効率、目に見える光透過率の低さ、悪天候の安定性、魅力のない色（茶色がかった黄色）など、実験室から実用的な用途への移行には、ボトルネックと課題がまだあります。 VOの修正に関する研究には、要素ドーピング、多層膜構造設計、微細構造設計などが含まれます。中国の代表的な研究機関である中国科学アカデミーの上海科学研究所のジンピンシ研究グループは、この分野で多くの体系的な作業を行っています。パフォーマンス、低温柔軟な準備、色調節、肌の快適性、抗菌性、環境への親しみやすさなど。
現在、VO2スマート材料に加えて、ヒドロゲル、イオン液体、ペロブスカイト、メタマテリアルなどの多くの新しい熱応答材料も、熱クロミックスマートウィンドウの研究で使用されています。
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