固态全无机电致变色器件透过光谱计算与测试北大核心CSCD

利用椭圆偏振仪拟合得到的褪色态电致变色层WO3、着色态电致变色层LixWOy、离子传导层Ta2O5、离子存储层NixO、Si O2薄膜折射率与消光系数,通过TFCalc光学设计软件计算器件褪色态、着色态透过光谱。发现波长550 nm处,理论器件变色幅度可以达到66.9%,大于实际测试光谱的56.7%(施加电压±5 V);通过增加减反层,可以进一步提高器件变色幅度至77.7%。     

固态全无机电致变色玻璃窗透过率与遮蔽系数测试与分析

为了更好地发挥电致变色玻璃主动调控光谱的属性,为电致变色玻璃在建筑上的应用提供理论指导,以两玻一腔中空玻璃为例讨论了可见光透过率和遮蔽系数（节能效果）变化。研究发现,获得更大的可见光透过率差（褪色态-着色态）重点是要提高电致变色玻璃透过率,但相比于成本更高的电致变色玻璃,提高Low-E玻璃透过率更为现实。为了更大限度地发挥电致变色玻璃的节能特性,分别将电致变色玻璃放置于中空玻璃的室内侧与室外侧测试,结果表明当电致变色玻璃位于室外侧时,遮蔽系数变化幅度最大（0.46）,更能适应多种场景下的使用,但同时也对电致变色玻璃的膜层性能提出了更高的要求。     

微机电致变色器件测试系统研究

研究电致变色器件的电化学特性对深入认识电色器件的界面情况，从而解决电色器件的稳定性和实用化是十分重要的。本文介绍了一个以单片计算机为核心的测试和数据预处理单元和以ＰＣ机为数据处理，测试结果的储存以及图表输出单元的电色器件测试系统。２个部分通过ＲＳ－２３２口相联进行数据通讯。文中还给出了波形发生、数据采集和恒电势仪的介绍。     

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。     

纳米半导体电极及有机-无机电致变色器件

对无机和有机电致变色材料及其在电致变色器件中的应用做了详尽地分析.重点介绍了近年来广泛研究的一种变色子修饰半导体电极的复合型电致变色器件.通过对这种有机-无机复合电致变色器件结构的剖析,分析了变色机理,展望了这种变色器件的发展动向.     

聚苯胺红外电致变色器件研究进展

电致变色是材料反射、吸收等光学性质在外加电场驱动下发生稳定、可逆变化的现象,在不同波段可表现为颜色、红外发射率等变化。红外电致变色器件(IR-ECDs)能够动态调节物体的红外光学特性,在自适应伪装、热管理等应用中受到广泛关注。作为最有代表性的有机电致变色材料,聚苯胺(PANI)制备方法简单,电化学性能优异,在多波段电致变色领域有着巨大的潜在应用价值。本文从电致变色器件结构出发,介绍了从可见电致变色到红外电致变色的原理和器件结构的演变,对近年来增强聚苯胺红外电致变色器件性能的策略和最新进展进行了归纳和分析,讨论了其多功能化应用的拓展方向,最后对所面临的挑战与未来的发展方向进行了总结与展望,为今后发展优异性能的IR-ECDs提供了参考,希望能够对本领域研究者有所启发,促进电致变色领域的发展。     

多功能电致变色器件:从多器件到单器件集成

电致变色是在外加电场驱动下通过材料氧化还原反应可逆地改变颜色或光学性质的现象。自发现电致变色现象以来,由于其具有色彩丰富、节能环保和智能可控等优点,电致变色技术已应用于智能窗、智能显示、防炫目后视镜等领域。随着近些年光电技术的快速发展,涌现了一系列具有高度集成特性的产品,电致变色技术也朝着功能化智能化的方向发展:结合绿色能源技术,使自供能电致变色系统进一步降低了建筑能耗;利用电致变色可视化的优点,电致变色与其他功能器件的集成使信息读取更加快速便捷;由于电致变色器件与多种功能器件具有相似的结构、电化学原理和活性成分,电致变色器件也逐渐从单一的色彩变化,向变色红外调控、变色储能及变色致动等多功能的方向发展。电致变色多功能集成也极大地推动了电致变色技术的进一步发展。本文详细综述了电致变色原理的多器件/单器件多功能集成系统的前沿进展,例如自供能电致变色、电致变色传感、电致变色红外调控以及电致变色储能等方向,并介绍了不同类型多功能电致变色器件集成模式、结构设计和性能优化,同时也针对电致变色多功能应用所面临的挑战与未来可能的发展方向进行了总结与展望。     

无机全固态电致变色器件研究进展

电致变色是一种在外加电场下材料光学属性可变的现象。本文围绕全固态电致变色器件,阐述了器件中每一层的结构、可选材料、性能等,并根据全固态电致变色器件近期的研究进展,总结了两种全固态器件的典型结构,详细介绍了两类器件结构的结构特点、制备方法和电致变色性能,并展望了未来全固态电致变色器件的发展方向。     

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(Ni O)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...     

电致变色热控器件ITO膜层的制备与研究

针对电致变色热控器件的透明导电层开展了ITO薄膜的制备工艺研究,对薄膜制备过程中的几个主要影响因素（溅射压力、氩／氧比例、退火温度等）进行了分析,并测试了薄膜性能,制备的ITO薄膜电阻在100-120Ω／cm左右,在太阳光谱范围的吸收率小于5％,可以满足电致变色器件对透明导电层的要求。     

光学设计用于全固态电致变色器件的高溅射效率三明治结构电解质

全固态电致变色器件以其光学对比度高、响应速度快以及良好的循环稳定性等特点而广泛应用于节能窗、屏幕显示、多功能储能设备等诸多领域.然而,传统的基于单层电解质体系的全固态电致变色器件常受限于光学透过率和溅射效率的不足.本工作利用反应直流磁控溅射技术成功制备了基于LiAlOx/Ta2C5/LiAlOx(ATA)三明治结构电解...     

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。     

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。     

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.     

电致变色器件关键材料凝胶聚合物电解质研究进展

凝胶聚合物电解质是构成电致变色器件(ECD)的关键材料,其在器件中作为电极间的传导介质,为电致变色反应提供补偿离子.利用不同基体材料制备的凝胶聚合物电解质对提高电致变色器件性能具有重要影响.综述了聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVD...     

聚苯胺-普鲁士蓝全固态电致变色器件的制备及特性

电沉积法制备的聚苯胺-普鲁士蓝(PANI-PB)电致变色层与KCl掺杂的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)的离子导电层相结合,组装制得8.5×12.5cm2全固态电致变色器件.该器件只需1～2 V的驱动电压,即可显示出良好的着、退色性能,当驱动电压为零,器件自身着色.紫外-可见分光光度计表征表明,该器件在600nm处的光可调节范围达到60%,具有较好的应用前景.     

4,4’-联苯二甲酸酯类化合物的电致变色性能及器件

以联苯为原料合成了6种4,4’-联苯二甲酸酯类化合物,通过核磁、红外对其结构进行了确认,并使用电化学工作站和紫外光谱对其电化学性质作了初步研究。组装了以4,4’-联苯二甲酸酯为电致变色材料的简易EC器件,当施加3.0V电压时器件显示黄绿色,而施加3.6V电压时显示为洋红色,实现了从无色到三原色的转变。而且,4,4’-联苯二甲酸酯合成操作简单,成本低廉,是一类新型的电致变色材料。     

聚醚接枝丙烯酸树脂基凝胶聚合物电解质的制备及在电致变色器件中的应用

本工作以甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(PEGMEA)和聚氨酯丙烯酸树脂(PUA)为预聚体,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑鎓双三氟甲磺酰亚胺盐(BMimTFSI)为添加剂,通过紫外光固化,构建了一种新型聚醚接枝丙烯酸树脂基凝胶聚合物电解质。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和电化学测试(循环伏安)等方法对该凝胶聚合物电解质进行表征。结果表明,该类凝胶聚合物电解质不仅拥有优良的离子电导率,还具有高热稳定性、易封装和不易泄漏的优点。其中,BMimTFSI含量为59.5%(质量分数)、PUA/PEGMEA配比为4.96∶2.96(质量比)时凝胶聚合物的电解质综合性能最好,可见光透过率大于90%,热分解温度达到300℃,30℃时离子电导率达到2.17×10^-5 S/cm。基于该类凝胶聚合物电解质的电致变色器件展现出优良的性能,经36 000 s循环后,依然保持着稳定的蓝色态—透明态切换,且着色、褪色态的可见光透过率对比度仍高达48%,电解质质地柔软,热稳定性良好,可应用于电致变色器件。     

柔性电致变色材料的研究与发展

随着可穿戴电子器件的应用普及,柔性电子器件已经成为当前研究的热点。柔性电致变色器件因具有绿色环保、低成本、可大面积、适应性强和生产运输方便等优良特性,在新型智能显示、建筑智能窗、汽车后视镜、智能眼镜、可穿戴设备和军事伪装等众多领域得到广泛应用。从柔性电致变色结构出发,讨论了柔性衬底、电极材料、电致变色材料和电解质材料等功能层,指出了提升柔性电致变色器件性能的关键,明确了器件材料与结构的关系,指出其当前存在的问题并对未来的发展趋势做出展望。     

基于WO3/NiOx膜系的固态电致变色器件研究

氧化钨和氧化镍是目前研究最多、应用最广的两种电致变色材料.本文详细地介绍了本实验室射频溅射WO3和NiOx薄膜的制备和性能以及以它们为基的夹层式固态电致变色器件的制作和性能.