电致变色器件中WO3薄膜厚度的选择

WO3(三氧化钨)薄膜厚度的选择对电致变色器件性能有至关重要的作用。通过TFCalc软件理论计算WO3薄膜褪色态、着色态透过光谱及其光学调制幅度变化;通过在FTO(氧化锡掺氟)玻璃上制备氧化钨薄膜,研究分析不同厚度氧化钨晶体结构与光学调制幅度相关性。对比研究发现:WO3厚度的选择应根据着色态透过率和实际的光学调制幅度确定,光学理论计算WO3薄膜的调制幅度有一定的局限性,这与晶态WO3薄膜的结构发生变化有关。     

三氧化钨变色性能的研究进展

三氧化钨具有优异的变色性能而受到广泛关注,尤其是在电致变色、光致变色和气致变色三方面有着很大的应用前景。概述了三氧化钨这三种变色性能的定义与机理;就近几年来有关变色性能的研究进展做综述性介绍,特别是在以薄膜和粉体为对象方面;最后分析了三氧化钨变色性能的研究趋势。     

有机硅改性聚甲基丙烯酸甲酯一聚苯胺复合材料的制备及其电致变色性能研究

本文采用溶液聚合法及乳液聚合法合成了可溶性聚苯胺,用光电子能谱、X－射线衍射对其本征态及掺杂态的结构进行了表征。以甲基丙烯酸甲酯－甲基丙烯酰丙基三甲氧基硅烷共聚物为基体,用溶液复合法制备了聚苯胺复合电致变色膜,并采用扫描电镜、循环伏安法等对其结构和电致变色性能进行研究。结果表明复合电致变色膜在稳定态时仅出现第二氧化峰,在外加电压作用下其颜色在绿色至蓝黑色之间可逆变化。共聚物中含有偶联剂组分可以提高电致变色膜与ITO导电玻璃基底的粘结性及改善复合电致变色薄膜的耐溶剂性能。     

WOx:Mo薄膜的结构及电致变色性能研究

采用反应磁控溅射工艺,以纯钨和纯钼为靶材在ITO玻璃上制备Mo掺杂WOx电致变色薄膜,用薄膜的透射光谱和XRD衍射方法对掺杂后薄膜的电致变色性能和结构进行了分析,研究了Mo掺杂对WOx薄膜电致变色性能和微观结构的影响机理。实验结果表明：在一定掺杂范围内,Mo掺杂对薄膜电致变色性能有较大提高;掺杂越均匀,对薄膜电致变色性能的改善越显著。影响薄膜电致变色性能的相应掺杂量由溅射时间表示,相对掺量存在最佳值,即7．7％附近,薄膜的变色性能可得到最大的提高,按实验结果趋势分析掺杂量存在有效范围,超出有效掺杂范围,掺杂便会失效。XRD分析表明,掺杂Mo之后的WOx薄膜仍为非晶态,且非晶态有增强的趋势。     

PB/ITO-PET柔性电致变色薄膜制备及性能研究

柔性电致变色器件具有体积小、重量轻、可弯曲等优点,在可穿戴设备、曲面显示器、节能及自适应伪装等领域具有潜在应用前景。本工作以铁氰化钾、氯化钾、无水氯化铁为原料,采用电沉积方法在ITO-PET柔性基底上沉积普鲁士蓝(PB)制得PB/ITO-PET电致变色薄膜,并利用扫描电子显微镜、紫外光谱仪、电化学工作站对PB/ITO-PET电致变色薄膜微观结构和电化学性能进行分析表征。结果表明,电沉积时间为200 s时得到的PB/ITO-PET电致变色薄膜在700 nm波长处光吸收率达到0.755,且PB/ITO-PET电致变色薄膜可在较低电压(0.6 V/-0.3 V)下实现着色和褪色。其光调制范围为68%,着色/褪色响应时间分别为9 s/8 s,着色效率为108 cm2/C。PB/ITO-PET电致变色薄膜经1000次着色-褪色循环后光调制范围为68%,着色效率为100.3 cm2/C。PB/ITO-PET电致变色薄膜500次弯曲,着色效率为105.5 cm2/C,并经1000次着色-褪色循环后着色效率为91 cm2/C,光调制范围为65%。利用ITO-PET为离子存储层(对电极)、凝胶电解质和PB/ITO-PET为工作电极组装得到柔性电致变色器件,其光调制范围为53%,着色/褪色响应时间分别为13 s/18 s。     

不同工艺对PANI/PAA复合薄膜的电致变色性能影响

采用直接聚合法与逐层镀膜法分别成功制备了聚苯胺(PANI)/聚丙烯酸(PAA)复合薄膜,通过SEM、FTIR考察了两种工艺制备的薄膜的形貌和微结构,并测定了两种复合薄膜的循环伏安性能(CV)、电流响应特性(CA)及电致变色性能。结果表明,SEM与FTIR证实了两种方法制备的PANI/PAA复合薄膜仅在材料结构上有所不同;直接聚合法制备的PANI/PAA复合薄膜(PANI/PAA-DP)表面具有较大颗粒,两对明显的氧化还原峰,氧化态和还原态的响应时间分别为120 ms和226 ms,在600～700 nm波长处的透过率调制幅度为10%;逐层镀膜法制备的PANI/PAA复合薄膜(PANI/PAA-LP)具有多孔的网络结构,3对氧化还原峰,氧化还原反应更明显,电致变色性能更优异,其氧化态和还原态的响应时间分别为45 ms和67 ms,在600～700 nm波长处的透过率调制幅度可达40%。     

不同工艺对PANI/PAA复合薄膜的电致变色性能影响研究

采用直接聚合法与逐层镀膜法分别成功制备了聚苯胺(PANI)/聚丙烯酸(PAA)复合薄膜,通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等方法考察了两种工艺制备的薄膜的形貌和微结构,并测定了两种复合薄膜的循环伏安性能(CV)、电流响应特性(CA)及电致变色性能。结果表明,SEM与FT-IR证实了两种方法制备的PANI/PAA复合薄膜仅在材料结构上有所不同;直接聚合法制备的PANI/PAA复合薄膜(PANI/PAA-DP)表面具有较大颗粒,2对明显的氧化还原峰,氧化态和还原态的响应时间分别为120ms和226ms,在600~700nm波长处的透过率调制幅度为10%;逐层镀膜法制备的PANI/PAA复合薄膜(PANI/PAA-LP)具有多孔的网络结构,3对氧化还原峰,氧化还原反应更明显,电致变色性能更优异,其氧化态和还原态的响应时间分别为45ms和67ms,在600~700nm波长处的透过率调制幅度可达40%。     

反应溅射制备NiOx薄膜的形貌与成分分析及其电致变色性能研究

采用直流反应磁控溅射制备了具有不同表面形貌优良电致变色性能的NiOx薄膜。通过X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、场发射扫描电子显微镜、电化学工作站、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜物相、价态组成、微观结构、电致变色性能。研究表明：金属镍靶在直流溅射过程中,对氧流量反应敏感,在很小的氧流量范围内即表现出完全不同的薄膜结晶状态与表面微结构的变化,氧化镍薄膜在不同的制备条件下展现出了独特的表面微结构,XRD结果显示薄膜成分为NiO,而通过薄膜元素XPS分析发现其中的Ni并非只有单纯的二价,三价的Ni亦存在且其元素价态比约为2:1。最终在成膜参数氧流量、电压、溅射压强、溅射功率分别为1.6sccm、2.0Pa、50W时获得较优变色性能的NiOx薄膜,其可见光区最大电致变色幅度达到约55%。     

锡掺杂对氧化镍薄膜电致变色性能的影响

采用溶胶法和旋涂技术制备了NiO薄膜和一系列锡掺杂的NiO薄膜,对其进行了形貌、成分表征和电致变色性能测试。结果表明：锡镍摩尔比为1/10的1Sn-Ni O薄膜光调制79.1%,比Ni O薄膜的光调制增大31.3%。适量的锡掺杂能有效提高Ni O薄膜的变色性能。     

电致变色玻璃窗及其在建筑上的应用

已知，氧化钨的非晶型膜主要是通过薄膜中的吸收来调制其透光性。结晶的材料通过近红外区域的反射来调制一些阳光的辐射，对于具有能源效益的电致变色玻璃窗来说，最好是采用通过反射可增大调制的材料。在还原 情况下，三氧化钨的颜色从透明转变成深蓝，此种蓝色可通过添加其它的氧化物或金属得以改变，在添加V2O5的情况下，还原的薄膜为绿色，在将金颗粒加入氧化钨的金属陶瓷中时，还原的物质为红色，同样有趣的是“中性”变色膜，在整个可见光谱中，它们有一个均一的反应，从而显现出灰色或更为中性的颜色，已知，在采用氧化钨镀膜的情况下，如此的转变过程用氧化钼作为添加剂，据有关文献介绍，Nb2O5具有可与WO3相比的电致变色性能。然而，在所发明的此种玻璃窗中，这些材料已被用作为阴极电致变色膜，可借助诸多的方法对其进行镀膜，如浅射法、化学蒸镀法，以及湿化学法，此种涂料的湿化学法镀敷通过采用作为前驱的Nb2O5得以完成，此种材料具有超级的电致变色性能。通过将锂盐添加于前驱中，Nb2O5的锂化增强了电致变色的动能=特别是退色速率和锂插层反应的可逆性。     

工艺参数对磁控溅射WO_3薄膜电致变色性能的影响

本文采用磁控溅射法制备了用于电致变色器件的WO_3薄膜,用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对其物相组成、微观形貌以及电致变色性能进行了表征。结果表明:在溅射压强为2 Pa、氩氧比为60:20时所制备的WO_3薄膜厚度适中,且有利于离子的嵌入/脱出,而以此薄膜制备的电致变色器件光调制范围最大,褪色时间最短,着色效率达82.9 cm~2/C。     

乳液聚合法制备聚苯胺/聚乙烯醇电致变色材料

以十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂,在非有机溶剂的两相体系中以聚乙烯醇(PVA)为成膜助剂,采用现场乳液聚合法合成了可直接用于制备电致变色膜的聚苯胺(PAn)/PVA乳液。研究了PVA含量、苯胺(An)与DBSA的量比、氧化剂过硫酸铵(APS)与An的量比及反应温度对膜的电致变色性、导电性的影响。实验结果表明:在w(PVA)=4 3%、n(An)∶n(DBSA)∶n(APS)=0 86∶1∶0 86、反应温度为8℃时,所制得的PAn/PVA乳液可直接制成具有良好电致变色性的自支撑膜(电致变色响应时间小于0 5s,电导率可达2 69×10-4S/m)。     

镍基涂膜电化学法制备聚苯胺/聚乙烯醇复合膜

报道了-种在镍基板上涂覆聚乙烯醇(PVA)膜,通过电化学法制备聚苯胺/聚乙烯醇(PANI/PVA)复合膜的方法,再将该复合膜剥离后覆于IT0导电塑料上,考察了其电致变色性.通过循环伏安和交流阻抗测试,确定了电化学法制备PANI/PVA复合膜的工艺条件.实验结果表明:当nssA/nH2so4=1∶1,激发电压为1.10～...     

The anodized crystalline WO(3) nanoporous network with enhanced electrochromic properties

We demonstrate that a three dimensional (3D) crystalline tungsten trioxide (WO(3)) nanoporous network, directly grown on a transparent conductive oxide (TCO) substrate, is a suitable working electrode material for high performance electrochromic devices. This nanostructure, with achievable thicknesses of up to 2 μm, is prepared at room temperature by the electrochemical anodization of a RF-sputtered tungsten film deposited on a fluoride doped tin oxide (FTO) conductive glass, under low applied anodic voltages and mild chemical dissolution conditions. For the crystalline nanoporous network with thicknesses ranging from 0.6 to 1 μm, impressive coloration efficiencies of up to 141.5 cm(2) C(-1) are achieved by applying a low coloration voltage of -0.25 V. It is also observed that there is no significant degradation of the electrochromic properties of the porous film after 2000 continuous coloration-bleaching cycles. The remarkable electrochromic characteristics of this crystalline and nanoporous WO(3) are mainly ascribed to the combination of a large surface area, facilitating increased intercalation of protons, as well as excellent continuous and directional paths for charge transfer and proton migration in the highly crystalline material.     

溶胶—凝胶法制备WO3—MoO3电致变色膜的性能

利用自动分光光度计分析、差热分析、热失重分析、电化学循环伏安分析、红外光谱分析、Ｘ射线法射分析等技术,详细研究了氧化钼的引入对氧化钨溶胶－凝胶转变及氧化钨电变色性能的影响,指出氧化钼可有效地稳定氧化钨溶液,同时也使氧化钨薄膜的着色效率提高,褪色效率下降。     

Transmission properties for individual electrochromic layers in solid state devices based on polyaniline, Prussian Blue and tungsten oxide

In order to investigate the transmission properties in the whole solar spectrum for individual electrochromic layers in solid state devices incorporating polyaniline (PANI), Prussian Blue (PB) and tungsten oxide (WO3), the devices were fabricated with and without holes in the electrochromic coatings in several combinations. Both PANI and WO3 were deposited electrochemically on indium–tin oxide (ITO) glass substrates, while PB was deposited on top of the PANI coatings or directly on the ITO glass plates. Solid state devices were made by gluing the glass plates together with the solid polymer electrolyte poly(2-acrylamido-2-methyl-propane-sulphonic acid) (PAMPS), and thus, with and without holes in the three electrochromic coatings in different combinations, enabling us to study the optical properties of PANI, PB and WO3 separately, that is, the hole method. This method gives good qualitative, and to a certain degree quantitative, information, which may be of valuable help in designing electrochromic devices with specific tailor-made optical properties.     

Influence of Ag incorporation on the structural,optical and electrical properties of ITO/Ag/ITO multilayers for inorganic all-solid-state electrochromic devices

Indium tin oxide/silver/indium tin oxide (ITO/Ag/ITO, IAI) multilayer structures were prepared by DC magnetron sputtering as a conductive transparent electrode for inorganic all-solid-state electrochromic devices. A thin layer of silver (Ag) with various thicknesses was inserted between two layers of ITO films. The XRD and SEM results revealed that the microscopic morphology of Ag film was closely related to the thickness. Besides, the electrical and optical properties of the IAI multilayers were significantly influenced by the Ag layer thickness. The optimized IAI multilayers demonstrated the best combination of electrical and optical properties with a figure of merit of 54.05 (sheet resistance of 6.14 Ω/cm²and optical transmittance of 90.83%) when the Ag film was 10 nm thick. In order to evaluate the IAI multilayers as a transparent electrode for electrochromic applications, two ECDs with the structures of ITO/NiO_x/LiPON/WO₃/ITO and ITO/NiO_x/LiPON/WO₃/IAI were prepared, and their electro-optical properties were characterized by cyclic voltammetry (CV), chronoamperometry (CA) and spectroscopic measurements. Compared with ECD the pure ITO top electrode (ITO/NiO_x/LiPON/WO₃/ITO), the ECD with the IAI top electrode (ITO/NiO_x/LiPON/WO₃/IAI) presented a slightly smaller optical modulation amplitude, but a faster switching speed. All our findings indicate that the IAI multilayer structure is a promising alternative to the ITO thin film for inorganic all-solid state electrochromic applications.     

纳米氧化钨薄膜的制备方法及其性质研究

综述了纳米氧化钨薄膜的各种制备方法：溶胶-凝胶法、溅射法、蒸发法、化学气相沉积法、阳极氧化法等，并比较了其优缺点；介绍了氧化钨薄膜的掺杂研究；对纳米氧化钨薄膜的电致变色、气敏特性等性质研究现状作了简要概述，提出了纳米氧化钨薄膜的发展前景。     

氧化石墨烯复合TiO2-B薄膜的制备及其电致变色性能

目前具有一维纳米结构的TiO₂薄膜在电致变色领域应用主要受限于材料光调制幅度小、响应时间长、循环稳定性差等缺点。为了解决上述问题,本文采用沉积法将B型二氧化钛纳米管（TiO₂-B）与氧化石墨烯复合,以TiO₂粉末为原料,采用水热法得到钛酸纳米管后,利用沉积法在氟掺杂的氧化锡玻璃（FTO）基底上制备了高透明度、大光调制范围以及优良循环性能的氧化石墨烯复合B型二氧化钛纳米管电致变色薄膜（GO/TiO₂）。借助XRD、XPS、Raman、FESEM、HR-TEM等分析手段研究了氧化石墨烯用量对GO/TiO₂复合薄膜电致变色性能的影响。研究结果表明,当GO与钛酸纳米管的质量比（GO/钛酸）为7％时,GO/TiO₂复合薄膜离子扩散系数为1.46×10^-8cm²/s,着色效率值为38.1cm²/C,具有良好的电致变色性能。在-1.6V、633nm处,GO/TiO₂电致变色薄膜的光调制幅度可达77％,GO/TiO₂薄膜的着色和漂白时间分别为28.6s和4.8s,100次循环后的光调制幅度保持率为96.1％。     

柠檬酸诱导合成铯钨青铜及其近红外遮蔽性能

以钨酸钠和碳酸铯为原料,在水热条件下利用柠檬酸有机诱导合成出铯钨青铜（CsxWO3）粉体,并将其分散于聚乙烯醇（PVA）溶液中,在玻璃表面制备CsxWO3薄膜。用X射线衍射仪和能谱仪对CsxWO,粉体的结构和形貌进行了表征,借助紫外一可见分光光度计研究了CsxWO3粉体及薄膜的光吸收性能。结果表明：Cs0.32WO3粉体和薄膜为六方结构,与用同样工艺得到的WO3相比,CsxWO3粉体表现出强烈的近红外吸收性能,粉体吸光度高达1．96,其薄膜表现出良好的近红外遮蔽性能,近红外1100rim处的透光率与町见光区的最高透光率相比,下降了13％～18％;经过紫外光照射后,CsxWO3薄膜表现出良好的光致变色性能,且其近红外遮蔽性能进一步提高,特别是在柠檬酸浓度较高的前驱液中合成的CsxWO3,其薄膜近红外遮蔽性能提高的效果更为明显,近红外区1100nm处的透光率与可见光区的最高透光率相比,下降了26％。