全固态电致色灵巧窗材料

回顾了以WO_3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WO_3电致色膜,有机和无机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。     

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。     

全固态电致变色灵巧窗材料

回顾了以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，有机和无机Ｌｉ离子导体和反电极的特性。还介绍了全固态电致色灵巧窗的研究现状及其发展趋势。     

一种性能可调的新型节能材料－电致变色膜

本文介绍了一种性能可调的新型节能材料—电致色薄膜，描述了以其为核心的全固态灵巧窗结构、工作原理和光学调节性能，回顾了电致色材料、离子存储层和固态锂离子导体及其性质，并展望了这种新型节能材料的应用。     

一种性能可调的新型节能材料——电致变色膜

本文介绍了一种性能可调的新型节能材料－－电致色薄膜，描述了以其为核心的全固态灵巧窗结构、工作原理和光学调节性能，回顾了电致色材料，离子存储层和固态锂离子导体及其性质，并展望了这种新型节能材料的应用。     

电色膜和电色器件的光电特性

介绍了电子束蒸发沉积WO3膜在0．5mol/LH2SO4溶液和NiOx膜在1molKOH溶液中的电色性能；介绍了沉积到玻璃片上的ITO膜作透明导电电极、光学上活性的WO3阴极变色膜作工作电极、光学上活性的NiOx阳极变色膜作反电极（贮存电荷试样的贮存器）和1molLiClO4丙酮溶液的电解质作锂离子导体组成的互补型电色器件的光电特性。     

全固态电致变色智能窗的研究进展

电致变色材料被认为是最有开发前景的智能材料之一,本文结合本实验室的研究成果,简要介绍了电致变色智能窗的结构及变色原理,着重阐述了WO3电致变色材料和固态电解质的最新研究动态,展望了电致变色材料及其器件的应用前景。     

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。     

Ti-O薄膜电致变色性能

像光致变色、热致变色材料一样，电致变色材料是一种功能性材料。对电致变色材料施以电场，经过电化学过程，便能产生一稳定可逆的光吸收或反射变化，在外表性能上则表现为颜色及透明度的变化。电致变色材料必须同时具备电子和离子导电能力，而且分别在阴极或阳极装置中呈现电变色现象。一般基本的电致变色器件包括：两层透明导电膜以驱动离子转移、一层主动电变色膜、一层离于导体膜和一层离子存贮膜。这种三明治式的组成允许在主动电变色层和离子存贮层之间发生循环的可逆化学反应，同时伴随有离子从离子存贮层通过离子导体注入主动电变色…     

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。     

WO3∕SiO2 composite optical films for the fabrication of electrochromic interference filters

New security devices based on innovative technologies and ideas are essential in order to limit counterfeiting's profound impact on our economy and society. Interference security image structures have been in circulation for more than 20 years, but commercially available iridescent products now represent a potential threat. Therefore, the introduction of active materials, such as electrochromic WO3, to present-day optical security devices offers interesting possibilities. We have previously proposed electrochromic interference filters based on porous and dense WO3, which possessed an angle-dependent and voltage-driven color shift. However, the low index contrast required filters with a high number of layers. In this article, we increase the index contrast (0.61) by mixing WO3 with SiO2 and study the physical and electrochromic properties of mixtures. We next combine high and low index films in tandem configurations to observe the bleaching/coloration dynamics. To account for the film performance, we propose a simple explanation based on the differences in electron diffusion coefficients. An 11 layer electrochromic interference filter (EIF) based on the alternation of pure WO3 and (WO3)0.17(SiO2)0.83 films with a blue to purple angular color shift is then presented. Finally, we discuss possible applications of these EIFs for security.     

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。     

以聚合物凝胶为电解质的多层全固态电变色器件的研究

本文在掺ＬｉＣｌＯ４与碳酸丙烯酯的聚乙二醇固体电解质离子电导特性与ＷＯ３、ＮｉＯ薄膜离子插入性能研究了基础上，设计并制备了互补型ＷＯ３／ＮｉＯ全固态电变色器件。同时研究了该器件变色过程的循环伏安特性与不同状态的可见、近红外透过特性。结果表明，互补型的ＷＯ３／ＰＥＧ－ＬｉＣｌＯ４－ＰＣ／ＮｉＯ器件在可见与近红外均具有良好的电变色特性，其漂白态在波长６００ｎｍ的透过率为７０％，着色态为２０％。     

溶胶-凝胶旋涂法制备电致变色智能窗用钛酸锂薄膜

从可见光到近红外波段透过率可调制的电致变色材料, 对于智能窗及其热管理方面的应用来说极具吸引力。钛酸锂是一种有潜力的电致变色阴极材料, 但对其在智能窗领域的应用前景还缺乏相关的数据支持。本工作采用溶胶-凝胶旋涂法制备透过率高、结晶性好的钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)薄膜, 通过联用电化学工作站和紫外-可见分光光度计原位表征了其电致变色性能。实验发现所有Li₄Ti₅O₁₂薄膜对扫描速率等测试条件十分敏感, 且有优异的双波段调制性能。此外, Li₄Ti₅O₁₂薄膜厚度对材料的初始态透过率、调制幅度、响应时间、电压窗口和循环耐久性均有显著影响。其中450 nm厚的Li₄Ti₅O₁₂着色/褪色响应时间分别为19.1和8.9 s, 透过率调制在可见光区(550 nm处)为45%, 经过20000 s连续循环, 性能未发生明显衰退。Li₄Ti₅O₁₂薄膜在近红外波段(1000 nm处)的透过率调制高达80%, 表现出优秀的节能潜力。本研究成功组装了由灰色至蓝色、循环性能良好的全固态无机电致变色器件: Glass/FTO/Li₄Ti₅O₁₂/LiNbO₃/NiO_x/ITO, 证明钛酸锂作为电致变色智能窗材料有潜力走向普及应用。     

WO3薄膜的制备及气敏特性研究进展

WO3薄膜是一种智能材料，在电致变色、共催化和气敏性方面具有广阔的应用前景。综述了WO3薄膜材料的制备方法及现状，并对其优缺点进行了评价。介绍了气敏性方面的应用和机理，说明了不同掺杂对气敏的影响；并对今后的发展方向提出了一些看法。     

WO3薄膜制备及其电致变色性能研究

采用直流反应磁控溅射方法在室温下制备WO3薄膜。研究溅射功率对WO3薄膜结构及电致变色性能的影响规律,考察退火后WO3薄膜的结构演变及电致变色性能变化。结果表明溅射功率为270W时薄膜表现出较好的电致变色性能,其调制幅度达78.5%,着色时间为9s,褪色时间为3.2s。将该功率下制备的WO3薄膜进行退火处理,其结构由非晶态转变为晶态,但调制幅度、响应时间特性都发生一定程度的退化。非晶态WO3薄膜相比晶态结构具有更快的响应时间和更宽的调制幅度,但晶态薄膜具有更好的循环稳定性。     

基于Cu3(HHTP)2薄膜的离子液体电致变色电极

室温离子液体具有宽电化学窗口和良好的环境稳定性, 是电致变色器件的理想电解质。然而传统电致变色材料的晶格间隙较窄, 限制了离子液体中大尺寸离子的扩散, 且大离子反复脱/嵌会破坏传统电致变色材料的结构, 导致性能衰减。金属有机框架材料(MOFs)是一种具有拓扑结构的多孔晶态材料, 有望为离子液体中大尺寸离子的传输提供通道。本工作在导电玻璃表面制备了三亚苯类Cu₃(HHTP)₂ (HHTP=2,3,6,7,10,11-六羟基三苯并菲) MOF薄膜, 并研究了Cu₃(HHTP)₂薄膜在离子液体电解质中电化学和电致变色行为和性能。结果表明, 相对于传统的LiClO₄/PC和NaClO₄/PC电解质, Cu₃(HHTP)₂薄膜在离子液体[EMIm]BF₄中表现出更低的接触电阻和更高的离子扩散效率, 电极的着色/褪色速度得到了显著提高(着色时间由10.3 s缩短至8.0 s, 褪色时间由23.6 s缩短至5.2 s)。同时, Cu₃(HHTP)₂薄膜在[EMIm]BF₄中也具有更高的光调制范围和着色效率。这项工作展现出MOFs/离子液体电化学体系在电致变色领域中的潜在应用价值。