热致变色智能窗是一种通过热敏感材料对进入室内的太阳辐射能量进行调控的光学器件,具有智能调控、结构简单、无需外接电源等优势,受到了人们的广泛关注。二氧化钒（VO2）在热的激发作用下发生半导体相到金属相的可逆突变,相变过程中伴随着近红外光波段透过率的突变,是理想的热致变色智能窗功能材料。可见光透过率和太阳能调制效率是衡量基于VO2热致变色智能窗的关键参数,由于VO2在可见光波段存在本征吸收,导致其可见光透过率通常低于40%,太阳能调制效率低于10%,难以满足实际应用的需求。因此,不断提升VO2的可见光透过率和太阳能调制效率一直是人们研究的热点。VO2纳米颗粒分立结构通过增大颗粒间的距离不仅能够为可见光的传播提供通路,提高可见光透过率,而且金属相具有局域表面等离子体共振的特性,可以增大半导体相和金属相的透过率差,增强太阳能调制效率。基于上述思想,本文提出利用纳米颗粒分立结构进行基于VO2纳米颗粒热致变色智能窗的性能提升研究,具体如下:1)提出和制备了一种包含分立VO2颗粒的类三角形平面阵列结构,通过这一结构降低金属相在可见光波段的透过率,提升太阳能调制效率;利用有效时域差分（FDTD）方法对结构的光学性能进行了仿真。采用自组装方法在蓝宝石基底表面制备直径为300 nm的Si O2单层球阵列,通过调控磁控溅射和后退火工艺,在覆有Si O2球阵列的基底表面形成包含VO2颗粒的类三角形阵列结构。结果表明,通过调节阵列单元内的颗粒数量和尺寸,可以调控局域表面等离子体共振吸收峰的位置和强度,有效的提高可见光波段的太阳能调制效率,进而有效的提高全波段的太阳能调制效率,金属相的可见光透过率超过70%,太阳能调制效率可达4.5%,仿真结果与实验结果相一致,可见光透过率和太阳能调制效率的提高是由于在可见光波段克服了因可见光透过率提升而产生的反调节现象。2)上述结果提升了VO2的整体热致变色性能,但是其太阳能调制效率仍然较低,分析认为,这主要是由于单层VO2纳米颗粒阵列中VO2颗粒数量较少,为了进一步提高VO2颗粒的太阳能调制效率,同时降低其调制温度,本文提出将钨掺杂VO2纳米颗粒和PVP结合形成三维立体复合结构,通过增大颗粒的数量来提升其太阳能调制效率。首先通过超声分散和磁力搅拌将钨掺杂VO2纳米颗粒和PVP均匀混合,然后在透明玻璃基底上旋涂制备出PVP-VO2三维立体复合结构,研究了钨掺杂VO2颗粒浓度对复合结构光学性能的影响。结果表明,随着钨掺杂VO2颗粒的浓度的增加,太阳能调制效率先增大后减小,可见光透过率持续降低,其最佳结果为可见光透过率为56.6%,太阳能调制效率为10.17%。同时,在研究中发现,太阳能调制效率在钨掺杂VO2颗粒浓度为2.5%时,达到饱和,继续增大颗粒浓度,只会引起可见光透过率的下降,无法继续增大太阳能调制效率。为了进一步提高PVP-VO2复合结构的可见光透过率,在高浓度VO2颗粒的基础下,提出掺入Si O2纳米球,形成PVP-Si O2-VO2复合结构,在复合结构中形成有效的光通路。结果表明,Si O2纳米球的加入,使PVP-VO2复合结构的可见光透过率提升了20%,并保持较高的太阳能调制效率。其最佳结果为可见光透过率为68.2%,太阳能调制效率为8%。本文提出的VO2颗粒平面及其立体复合结构,有效的提升了VO2纳米颗粒的太阳能调制效率和可见光透过率,对于提升VO2材料在智能窗的应用具有重要意义。