固态全无机电致变色器件透过光谱计算与测试

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Li_xWO_y、离子传导层Ta₂O₅、离子存储层Ni_xO、SiO₂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。     

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.     

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。     

基于噻吩-蒽单元的无规共聚物电化学制备及其电致变色性能研究EI北大核心CSCD

蒽单元嵌入聚噻吩主链能显著调控聚合物的变色性能,但其聚合电位偏高易导致聚合物的成膜质量和性能较差。为降低含蒽单元的单体电聚合电位,通过Stille偶联反应合成了9,10-二(2-噻吩基)蒽单体(Th-An-Th),并分别在BFEE,BFEE+CF_(3)COOH,LiClO_(4)/ACN和LiClO_(4)/PC等聚合媒介中进行电化学聚合。结果表明:Th-An-Th难以通过电化学反应共聚,但可以作为共单体与噻吩(Th),3-甲基噻吩(MeTh),3,4-亚乙基二氧噻吩(EDOT)和硒酸(SePh)在低电位下进行无规共聚,得到系列无规共聚薄膜P1,P2,P3,P4。循环伏安和FTIR测试证实了聚合过程和共聚物的特征结构,光谱电化学测试结果表明,系列共聚物均具有丰富的颜色变换性能,在-0.6 V到1.0 V扫描下,P1,P3,P4膜可实现4种颜色的变化,且表现出良好的近红外变色能力。共聚物薄膜具有较快的开关响应速度和良好的电化学稳定性,P4膜在521 nm处漂白和着色响应时间分别为1.9 s和3.4 s,光学对比度为35.6%,在210次循环变色后,共聚物光学对比度仅损失2.3%,电化学循环400次仍保持82%的电化学活性。     

钒掺杂氧化钨纳米线的制备与电致变色/储能性能EI北大核心

与Nb同族的V元素离子半径略小于W离子的半径,掺杂V元素可以提高氧化钨纳米线的离子扩散速率和结构稳定性。采用磁控溅射法和水热法制备V掺杂氧化钨纳米线薄膜,并通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和电化学测量装置探究不同V掺杂量对样品形态、成分以及电致变色性能等方面的影响。结果表明:通过适当的V掺杂,样品的光学性能得到了提升。当V掺杂量为0.1%(原子分数)时,氧化钨薄膜表现出最佳的电致变色性能。晶面间距、V—O键的加强和氧空位浓度等因素是影响氧化钨薄膜电致变色性能的关键因素。本工作将为V掺杂氧化钨纳米线结构作为电致变色材料和器件的研究提供有益参考。     

静电喷雾法/原位洗脱法结合制备电致变色薄膜EI北大核心CSCD

电致变色材料在提倡低碳节能的发展理念下有很好的发展前景,而探索一种高效简单且性能优异的制备工艺尤为重要。利用静电喷雾法结合原位洗脱法制备了聚合物电致变色薄膜。根据电解质盐的颜色适配性和溶解性,选择四丁基高氯酸铵(TBAP)作为模板剂,在易加工的TPA-OMe-PA溶液中添加不同比例的电解质盐,然后利用静电喷雾技术在ITO玻璃表面沉积制备薄膜,再通过原位洗脱法去除其中的模板剂-电解质盐,最终制备出含有多层级孔结构的聚合物薄膜。采用电子扫描显微镜对其形貌进行分析,利用电化学工作站结合紫外/可见/红外光谱仪研究了薄膜的电致变色性能。研究结果表明,利用静电喷雾技术与原位洗脱法制备的聚合物薄膜具备多层级孔结构和良好的电致变色性能。其中电解质含量为33.3%(质量分数)时,多层级孔隙率最高,且电致变色性能最为优异,漂白时间/着色时间缩减至0.6 s/1 s,着色效率达到608.2 cm^(2)·C^(-1),为已报道基于相同材料的电致变色薄膜的最快响应速度。     

编者按：电致变色研究的复兴与快速增长

电致变色是一个典型的多学科交叉研究领域: 涉及有机与无机材料、物理与化学、电子与光学器件、测试控制及封装技术、太阳能辐射光谱调控与节能、显色与热控等诸多基础和应用研究。近年来, 电致变色研究呈现百花齐放、精彩纷呈的复兴态势, 特别是在中国的科研技术人员快速进入这一研究领域之后, 使得多年稍显沉寂的国际电致变色研究领域浮现出勃勃生机。这一形势大致从国际国内电致变色专业学术会议参会人员的规模数量上可见一斑。两年一度的国际电致变色会议(International Meeting on Electrochomism-IME)已经举办到第13届, 最近连续几届参会人数基本维持在150人左右。而国内两年一度的全国电致变色会议(Chinese Meeting on Electrochromism-CME), 参会人数由第1届的26人、第2届的150人、第3届的178人、快速增加到2019年第4届的352人。中国的学术界和产业界都对电致变色科学产生了浓厚的兴趣, 每次国内电致变色学术会议的参会人员大致维持在学术科研人员1/3、研究生1/3、企业界人员1/3的比例。     

电致变色热控器件透明导电层的制备与研究

本文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(溅射压强、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 Ω～120 Ω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.     

TiO2基底对MoO3/TiO2复合薄膜电致变色性能的影响EI北大核心CSCD

采用水热法首先在导电玻璃上制备TiO2纳米线,随后电沉积涂覆MoO3薄膜,成功制备MoO3/TiO2复合薄膜。利用电化学测试与光谱测试,得到MoO3/TiO2复合薄膜的扩散系数、着色/退色的响应时间、光密度、电致变色可逆性和着色效率等参数,研究不同水热生长时长TiO2纳米线基底对MoO3/TiO2复合薄膜的电致变色性能的影响。结果表明:水热生长6h TiO2纳米线的MoO3/TiO2复合薄膜具有最佳的电致变色性能,扩散系数为2.86×10^-12 cm^2·s^-1,可逆性值为60.88%,光密度为0.41,着色效率达到124.49 cm^2·C^-1,着色和退色响应时间分别为13.53 s和12.65 s。