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。     

多彩氧化钨薄膜的红外电致变色性能研究

电致变色材料能够在可见-红外宽频谱范围内对吸收率、透过率、反射率和发射率进行动态调节,是人工调制材料光谱特征的有效手段.在实际应用场合,对于色彩(可见光)与热辐射(红外线)可控调节的需求往往并存,利用单一电致变色器件实现可见、红外双波段的光学调制性能具有重要意义.现阶段对于电致变色材料的设计主要集中于可见光谱的调节能力...     

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。     

自适应伪装材料在军用服饰产品的设计应用研究

目的 总结和展望可见光波段自适应伪装材料和红外波段自适应伪装材料的发展趋势及应用现状,为进一步研究和应用提供参考.方法 基于军用服饰对抗的不同波段,总结归纳了光致变色材料、电致变色材料、热致变色材料、相变材料、电致变发射率材料、电致变温材料和光子晶体材料的发展现状.结果 自适应伪装材料在军用服饰上的应用形式多,且相关产品在不断更新换代.结论 光学自适应伪装材料可适应不同场景不同要求下的变色需求,电致变发射率材料等红外自适应伪装材料可以用于军用红外伪装中,进一步完善可实现自适应红外隐身,人工光子晶体材料作为自适应伪装材料也可用于军用产品,目前已从多角度进行研发、实验,具有很大的应用前景及发展潜力.     

电致变色薄膜器件在空间中的应用前景

电致变色薄膜器件的光学性质可以随外加电场而发生可逆的变化,利用这种性质,电致变色薄膜器件可以广泛应用于建筑、汽车、航天等领域,在节能、热控等方面发挥作用.本文针对电致变色薄膜器件在空间飞行器上的应用方向,综述了电致变色薄膜器件的研究现状,分析了该器件在空间飞行器主动热控以及空间太阳帆姿态控制等方面的应用前景.     

层状自组装聚苯胺纳米复合电致变色薄膜的制备与性能

质轻、柔性、多色电致变色材料是柔性电致变色显示技术实用化、进而取代目前阴极射线管和液晶显示技术的关键。主链共轭型本征态导电聚合物聚苯胺因其原料来源广泛、转换电势低、变色范围宽、易于制成柔性薄膜而成为制备全固态柔性电致变色器件的首选材料。基于静电作用的层状自组装技术，能在分子层次上实现诸多材料的复合，并实现结构与性能的调控，因此成为设计组装具有特定性能的聚苯胺纳米复合电致变色薄膜的重要方法。讨论了层状自组装聚苯胺纳米复合电致变色薄膜的制备与性能，认为采用结构与性能可控的纳米结构层状自组装技术制备聚苯胺纳米复合电致变色薄膜是提高其综合性能并最终实用化的重要途径。     

纳米二氧化锰的制备及其应用研究进展

二氧化锰作为一种重要的过渡金属氧化物, 因其储量丰富、晶型多样、性能优异而备受关注。将二氧化锰纳米化后, 其颗粒尺寸变小、比表面积变大、材料性能优化、应用领域得以拓宽。本文在引言部分从介绍二氧化锰的应用着手, 指出纳米化和晶型多变对二氧化锰的结构和性能有着重要的影响。正文部分主要从纳米二氧化锰的制备方法和纳米二氧化锰的应用两个方面对近年来的研究进展进行了总结和评述。(1)介绍了水热法、溶胶-凝胶法、化学沉淀法、固相合成法等纳米二氧化锰的制备方法, 对各种制备方法的优点与缺点以及所制备纳米二氧化锰的形貌与性能进行了总结。(2)综述了纳米二氧化锰在储能电极、电致变色器件、催化剂、生物传感器等领域的应用研究进展。纳米二氧化锰可作为电池的正极材料和超级电容器的电极材料。通过调控二氧化锰的晶型和复合制备的含锰复合氧化物用于锂离子电池的正极材料, 可提高电池的容量并改善循环稳定性。作为锂离子动力电池的正极材料已有产业化应用, 在新能源汽车领域具有良好的应用前景。由于纯二氧化锰本身的颜色主要是在棕色和黄色之间变化, 光调制幅度较小, 因此作为电致变色器件的电极材料, 通常将其与其它光调制幅度较大的材料进行复合使用。如聚苯胺/二氧化锰杂化电致变色薄膜较纯聚苯胺薄膜在形貌、结构和电致变色性能上有巨大差异, 显示出更高的光调制幅度、着色效率和循环稳定性。纳米二氧化锰在乙苯的催化转化和空气污染物的催化消除方面发挥重要作用。纳米二氧化锰能够增大电流响应、降低检出限, 使检测的灵敏度大大提高, 近年来在生物传感器领域逐渐被大家重视并得到广泛应用, 如二氧化锰纳米片辅助荧光偏振生物传感器可有效检测环境水样中Ag⁺, PtAu-MnO₂二元纳米结构修饰的石墨烯纸在非酶葡萄糖检测中表现出良好的传感性能。在结语部分, 分析了当前纳米二氧化锰的制备和应用方面存在的问题, 指出了纳米二氧化锰在锂离子电池正极材料和电致变色器件中应用的发展方向, 并对其未来的发展前景进行了展望。     

电致变色材料研究及发展现状

<正>电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。这种变化使得电致变色材料成为典型的智能材料的一员。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料,用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。电致变色器件具有双稳态、无视盲角、对比度高、制造成本低、工作温度范围宽、驱动电压低、色彩丰富等优点,可应用于电致     

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。     

基于可逆金属电沉积的光谱调控器件研究进展EI北大核心

可逆金属电沉积器件(reversible metal electrodeposition device,RMED)是一种新型电致变色器件,在可见光、红外等波段具有出色光谱调控能力,且具有结构简单、能耗低、多色态调控等独特优势,在智能窗、热管理、信息显示等领域展现出极大的应用潜力。近年来通过结构设计和电解质成分优化等措施实现了RMED性能提升,但仍存在开路稳定性差、循环寿命短、有效面积小等问题,严重阻碍RMED的发展应用。本文分别从光谱调控范围和性能优化提升的角度概括总结基于可逆金属电沉积的光谱调控器件研究进展。光谱调控范围主要包括可见光和红外波段。简要介绍不同金属沉积体系的RMED在可见光波段的发展现状,这也是目前研究最广泛的方向。重点讨论为实现其红外光谱调控所进行的电极创新。论述有关开路稳定性、循环稳定性等器件性能优化提升的研究方法。最后指出RMED仍面临着一些发展难题,未来可针对器件性能和理论机制等方面展开深入和系统研究。     

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.     

基于可逆金属电沉积的光谱调控器件研究进展

可逆金属电沉积器件(reversible metal electrodeposition device, RMED)是一种新型电致变色器件，在可见光、红外等波段具有出色光谱调控能力，且具有结构简单、能耗低、多色态调控等独特优势，在智能窗、热管理、信息显示等领域展现出极大的应用潜力。近年来通过结构设计和电解质成分优化等措施实现了RMED性能提升，但仍存在开路稳定性差、循环寿命短、有效面积小等问题，严重阻碍RMED的发展应用。本文分别从光谱调控范围和性能优化提升的角度概括总结基于可逆金属电沉积的光谱调控器件研究进展。光谱调控范围主要包括可见光和红外波段。简要介绍不同金属沉积体系的RMED在可见光波段的发展现状，这也是目前研究最广泛的方向。重点讨论为实现其红外光谱调控所进行的电极创新。论述有关开路稳定性、循环稳定性等器件性能优化提升的研究方法。最后指出RMED仍面临着一些发展难题，未来可针对器件性能和理论机制等方面展开深入和系统研究。     

反射型柔性电致变色器件的研制

电致变色器件在信息显示器、电致变色玻璃(智能窗,Smart window)、电色信息存储器、无眩反光镜、军事伪装等领域具有巨大的潜在应用价值.采用循环扫描伏安法在金属化柔性基底上聚合制备了聚苯胺(PAN)膜,考察了不同基底PAN膜的聚合行为;设计并制备了基于柔性基底的反射型柔性电致变色器件,检验了该器件反射光谱的电压响应特性.结果表明,研制的柔性基底反射型柔性电致变色器件的反射率及其峰值随着外加电压的改变而变化,表现出较好的电压响应特性.     

金属有机骨架在电致变色领域的研究进展

金属有机骨架(MOFs)是由有机骨架与金属节点组成的多孔新型功能材料,区别于普通的无机多孔材料和有机物,凭借多孔以及可设计性的骨架结构,实现将无机与有机材料相结合,利用化学配位以及掺杂等方式可以制备符合实际需求的功能材料。随着金属有机骨架材料的种类、功能和制备技术不断拓展,其在智能光电显示领域的应用也备受关注。其中,电致变色作为光电器件的重要研究方向,电致变色器件正在向更大变色范围、更快变色速度以及柔性可折叠的方向发展,原有材料体系已无法满足新的产品要求,但金属有机骨架的出现可以在一定程度上规避这些问题。本文着重介绍金属有机框架在电致变色的研究进展,详细综述金属有机框架在电致变色领域应用中所遇到的三个问题,分别是导电性、氧化还原性变色及薄膜制备手段,分析金属有机框架在电致变色领域的设计优化策略,同时也对MOFs在电致变色多功能应用所面临的挑战与发展前景进行总结。     

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.     

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...     

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。     

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...