Inversión de los modelos de transferencia radiativa de dos flujos y de cuatro flujos en dispositivos electrocrómicos de WO3-NiO

Resumen

Los coeficientes de dispersión y absorción (S&A-C) intrínsecos y extrínsecos de cuatro muestras de dispositivo electrocrómico (ECD) inorgánico fueron determinados en su estado óptico aclarado-apagado (BOOS, 0 V) y en su estado óptico coloreado-encendido (COOS, +3 V CC). El mismo procedimiento de inversión previamente aplicado con muestras de un dispositivo de partículas suspendidas (SPD) y de cristales líquidos dispersos en polímero, aproximado para una estructura sándwich de una única capa substrato, fue aquí utilizado para una tercera tecnología de ventanas inteligentes, basada en reacciones redox. Los cuatro ECD estudiados incorporaron capas catódicas de WO3 y capas anódicas de NiO correspondientes a las cuatro combinaciones posibles de dos espesores para cada material —simple (120 nm) y doble (240 nm)— dentro de sus estructuras tipo sándwich. El análisis de sus S&A-C se realizó en tres etapas. Primero, determinación de las constantes ópticas usando las soluciones colimadas del modelo de cuatro flujos (4FM) y considerando las medidas de transmitancia y reflectancia (T&R) colimadas. Segundo, estimación de los S&A-C extrínsecos a partir del modelo de dos flujos (2FM) usando los datos de T&R totales (colimados + difusos). Tercero, extracción de los S&A-C intrínsecos a partir de las soluciones difusas del 4FM mediante los datos de T&R difusos, empleando la reflectancia difusa de interface, un parámetro de camino promedio aproximado, y el porcentaje de dispersión hacia adelante. Aunque la dispersión de luz resultó ser débil, la absorción para los COOS mostró una dependencia clara con el espesor de las capas activas WO3–NiO: ECD11 gris neutro (simple WO3–simple NiO), ECD12 gris con un tinte marrón (simple WO3–doble NiO), ECD21 gris con un tinte azul (doble WO3–simple NiO) y ECD22 gris oscuro (doble WO3–doble NiO). Como se esperaba, se observaron apariencias ópticas similares para los BOOS de los cuatro ECDs. Los valores ponderados por la función de correspondencia de color del observador estándar CIE 1931 (ȳ) indican que aumentar el espesor de WO3 al doble conduce a un incremento del coeficiente de absorción mayor que un aumento del doble del espesor de NiO. La implementación de 4FM de una sola capa adoptada en este estudio proporciona un acuerdo confiable en el rango de longitud de onda de 250 a 1500 nm, mientras que aparecen imprecisiones de ajuste más allá de los 1500 nm (es decir, en la región de 1500 a 2500 nm) entre la transmitancia difusa calculada y medida en el BOOS, para los ECD11 y ECD22, y en el COOS, para el ECD11. No se observaron imprecisiones de ajuste entre la reflectancia difusa calculada y medida. Respecto al estudio del 2FM, se observó un acuerdo excelente en el ajuste entre la T&R totales calculadas y medidas para las cuatro muestras de ECD