电致变色性和智能窗的发展及应用

对电致变色现象及机理、电致变色器件的构成、电致变色使用的材料等方面的国内外研究现状及发展趋势作了介绍和论述。最后对电致变色器件的应用前景作了展望。     

电致变色材料的变色机理及其研究进展

电致变色材料是目前公认的最有发展前途的智能材料之一.简要介绍了无机电致变色材料(如WO3、MoO3、NiO、IrOx等)和有机电致变色材料(如紫罗精、稀土酞花菁、聚苯胺等)这两种不同类型的变色材料及其研究现状,阐述了电致变色现象及其变色机理,并展望了其应用前景和发展方向.     

电致变色材料的变色机理及其研究进展

电致变色材料是目前公认的最有发展前途的智能材料之一。简要介绍了无机电致变色材料（如WO3、MoO3、NiO、IrOx等）和有机电致变色材料（如紫罗精、稀土酞花菁、聚苯胺等）这两种不同类型的变色材料及其研究现状，阐述了电致变色现象及其变色机理，并展望了其应用前景和发展方向。     

电致变色材料、器件及应用研究进展

电致变色材料具有结构可控、色彩丰富、成本低廉、节能低耗等特点,是目前最具应用前景的智能材料之一。概述了电致变色器件的基本结构、变色机理,着重介绍了电致变色器件各层材料(透明导电层、电致变色层、电解质层、离子储存层)的特性要求及研究现状,举例说明了其在智能窗、防眩目汽车后视镜、电子纸、传感器、军事伪装中的应用。     

无机全固态电致变色材料与器件研究进展

智能场致变色材料是一类能在外场(电场、温度、光照、气氛)刺激下发生可逆光学变化的物质群。其中,电致变色材料因其调节幅度大、响应速率快、着色效率高和循环稳定性好等特点,有望在智能窗、屏幕显示和多功能储能器件等领域得到广泛应用。相较于半固态电致变色器件难于封装以及有机电致变色材料易于变性失效,无机全固态电致变色材料及其器件具有更好的综合应用性。本文聚焦典型无机全固态电致变色材料与器件,综述了当前电致变色器件各结构层的制备途径,并对比了其优劣性,详细介绍了主要的电致变色备选材料及其关键性能评价指标,并阐释了几种代表性电致变色器件的作用原理,提出了使用兼具高透光率、低面电阻以及优异抗弯折性的透明柔性电极替代传统的刚性衬底以实现多场响应器件的应用拓展。最后,从性能瓶颈、工艺难点及产业化机遇的角度对无机全固态电致变色器件的应用前景进行了展望,为电致变色产业化进程提供了借鉴。     

电致变色材料及器件的研究进展

电致变色材料被认为是目前最有应用前景的智能材料之一,在过去几十年里被广泛研究,相关的电致变色器件也已经上市。本文在总结了各种电致变色材料的变色机理及其成膜方法(重点介绍了本实验室采用射频溅射制备的WO3膜和NiO3膜)的基础上,研究了材料的应用及器件的组装，并对器件组装中所需要的部分其它关键材料进行了介绍。最后对未来电致变色材料及其应用进行了展望。     

电致变色材料及应用

电致变色材料在大面积信息显示、无功耗贮存及灵巧调光窗口的应用领域，具有良好的前景。本文介绍了电致变色现象及其特点，并对变色机理、材料与器件的制备，以及应用等方面的研究状况作了评述。     

编者按：电致变色在中国

电致变色自上世纪六十年代被发现以来, 已有五十余年的发展历史。电致变色材料是一种在外加电场下颜色可以发生可逆转变的材料。电致变色材料的可调光谱范围广, 可以实现从可见到中远红外的宽波段调控, 在智能窗、显示、防炫目后视镜、智能热控和伪装等领域具有广泛应用前景。近十年来, 电致变色研究呈现蓬勃发展的态势, 尤其是在中国, 电致变色吸引了纳米材料、真空镀膜、锂离子电池、超级电容器、传感、显示等领域的研究人员涉足这一交叉学科领域, 并逐渐成为研究热点之一。     

电致变色导电聚合物PEDOT的研究进展

PEDOT(聚3,4-乙撑二氧噻吩)具有优异的电致变色性能,已成为功能材料领域的研究热点.综述了PEDOT的聚合机理、化学氧化聚合和电聚合制备PEDOT薄膜的方法,着重评述了水溶液中电聚合;分析了PEDOT电致变色性能,阐述了改进其电致变色性能的方法和原理,并着重论述了丰富变色范围、缩短响应时间和延长循环寿命的方法;最后阐述了PEDOT在电极材料和军事伪装方面的应用前景.     

电致变色器件用聚合物电解质材料的研究进展

阐述了电致变色器件的工作原理、各层材料组成及其特点，着重讨论了聚合物电解质层的种类和其性能特点，评述了电致变色器件用聚合物电解质材料的最新研究进展，并展望了其应用前景和发展方向。     

氧化钼电致变色材料与器件

电致变色材料具有可逆的颜色转变特性, 在智能窗、显示器、防眩后视镜、电子纸、军事伪装等领域应用广泛。相对于其它种类的显示器件, 电致变色显示器件具有色彩丰富、对比度高、无视盲角、断电后仍显色等优点。作为一种典型的阴极着色电致变色材料, 氧化钼具有响应时间短和着色态更接近于人眼对光线的敏感波段等优点, 使得由氧化钼组成的电致变色器件具有重要的研究价值。本文简要介绍了电致变色、电致变色材料与器件的定义及其应用, 尤其电致变色技术最近在智能手机上得到了示范应用, 表明电致变色技术未来有良好的发展前景。然后, 详细综述了氧化钼薄膜的制备、氧化钼的改性、氧化钼电致变色器件的研究进展。最后提出了氧化钼电致变色薄膜与器件当前存在的问题和解决的途径, 并对其发展前景进行了展望。     

全固态电致色灵巧窗的研究进展

电致色灵巧窗是由电致色材料、离子导体、反电极和两层透明导电膜组成的一种新型的功能材料。介绍了以WO3为核心的Li离子导体全固态灵巧窗的结构和性能及其实用性，并着重讨论了WO3电致色膜、有机及无机Li离子导体和反电极材料的特性。还介绍了全固态电致色灵巧窗的研究现状及其发展趋势。     

柔性电致变色器件研究进展

电致变色材料是一类重要的光电功能材料, 可以随周期性调整的电压改变颜色。这种可控的光学吸收率和透过率的调制在智能窗户、电致变色显示和防眩光后视镜等应用场合大显身手。近年来电致变色技术发展迅速, 但当前的研究大多集中在传统刚性电致变色器件, 通常以氧化铟锡(ITO)等导电玻璃为基底。这些刚性变色器件存在厚度大、共型性差、机械强度低、成本高等不可忽视的问题, 阻碍了电致变色技术及其商业化的发展。伴随着开发可穿戴设备和电子皮肤等其他未来技术的热潮, 柔性电致变色器件因其可折叠性、可穿戴性甚至可嵌入性而备受关注, 已跻身成为电致变色领域的研究热点。本综述从制备柔性电致变色器件的材料出发, 系统地概述了无机、有机、无机/有机复合及其他新型柔性电致变色器件最新进展和趋势, 着重介绍了可拉伸电致变色器件的国内外研究进展。同时讨论了现阶段柔性电致变色器件在性能提升和实际应用等方面遇到的挑战, 以及国内外研究者采取的应对措施。最后明确了柔性电致变色器件制备与提升性能的关键, 并对未来的发展趋势做出展望。     

基于氧化钨和氧化镍的电致变色器件研究进展

电致变色器件(Electrochromic Devices, ECDs)是一种颜色变化受电压调控的智能装置, 具有工作温度范围宽、光学对比度高、可逆双稳态性能好、驱动电压低和能耗低等优点, 在智能动态调光窗、全彩色电子显示屏、防眩光护目镜、自适应双隐身伪装以及可视化储能等领域展现出了巨大的应用潜力。阴极着色材料氧化钨(WO₃)和阳极着色材料氧化镍(NiO)是两种被广泛研究的无机电致变色材料, 由WO₃和NiO薄膜组成的互补型电致变色器件在大规模智能窗的应用中具有极高的商业价值。改善电致变色器件的综合性能如光学调制范围、响应速度、循环寿命和耐候性等问题一直备受关注。本文围绕互补型电致变色器件的结构组成, 综述了基于WO₃和NiO的电致变色全器件的近期研究进展。首先分别阐述了WO₃和NiO薄膜的电致变色机理和衰退机制, 讨论了改进制备工艺、元素掺杂改性、设计纳米结构和引入复合材料这四种薄膜性能优化策略的作用和最新研究进展, 其次, 按照器件的组成成分和结构设计介绍了互补型电致变色全器件的分类体系, 总结了各组分材料的选择和器件结构对器件综合性能的影响, 最后对电致变色器件的应用前景和发展趋势进行了展望。     

电子束蒸发制备氧化钨、氧化镍薄膜的电致变色性能

电致变色(EC)材料在外加电压作用下能可逆地改变其光学性能.其中氧化钨与氧化镍是典型的电致变色用材料.本文用电子束蒸发的方法在ITO玻璃基片上制备了此两种薄膜,研究了热处理工艺对薄膜结构与电致变色性能的影响.电致变色性能由电化学方法测试.封装的半固态智能窗器件具有很好的电致变色性能.     

PEG改性氧化钨薄膜的电致变色特性

为改善WO₃薄膜的电致变色性能, 采用溶胶-凝胶法制备了聚乙二醇(PEG)改性的WO₃电致变色薄膜, 并对其着色态与漂白态的光学特性以及循环伏安特性进行了研究。研究表明: PEG改性的WO₃薄膜具有良好的电致变色性能, 循环5000次伏安曲线无明显衰减, 对可见光的最大透过率调制幅度可达71%。PEG的加入改变了WO₃薄膜的微结构, 形成了平均直径为9 nm的介孔, 提高了离子在其中的扩散速率, 因此改善了WO₃薄膜的电致变色性能。由于循环稳定性对于电致变色材料的实际应用至关重要, 因此这种低成本的湿化学法有望用于制备高性能的WO₃基电致变色器件。     

导电高分子的电致变色性及其在智能窗上的应用

对聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩及其衍生物等导电高分子材料的电致变色性方面的研究进展进行了综述,对其在智能窗上的应用研究情况也作了详细的论述。     

无机电致变色材料反射特性研究进展

电致变色材料是一种在外加电场下, 颜色可以发生可逆转变的材料。电致变色材料可调的光谱范围广, 可以实现从可见到中远红外的宽波段调控, 在智能窗、显示、防炫目后视镜、智能热控和伪装等领域具有广泛应用前景。目前对无机电致变色材料的研究大多是关于透过特性的研究, 对于反射特性的研究较少, 这主要是因为无机变色材料大多颜色单一, 且不如有机变色材料容易设计。近年来, 通过一些特殊的制备方法和结构设计, 无机变色材料反射特性的研究逐渐受到科研人员的重视。本文从无机电致变色材料的反射特性出发, 详细介绍了无机电致变色在可见-近红外到中远红外波段的反射光谱调控方法和原理, 综述了最新研究进展。在可见波段, 反射特性调控主要通过制备五氧化二钒及其掺杂化合物、一维光子晶体微结构、法布里-珀罗纳米谐振腔结构和局域表面等离子共振等方式实现。在红外波段, 主要利用氧化钨等材料的分子振动吸收和德鲁德自由电子气体理论等理论设计制备红外反射型电致变色器件。最后, 对未来无机电致变色材料反射调节的实际应用进行了展望。