NiO_xH_y 能效窗口薄膜的电致变色性

介绍了用于能效窗口的直流溅射氢氧化镍电致变色薄膜的电变色性能。讨论了不同偏置条件下的光透过谱线和循环伏安特性，薄膜厚度与光密度的变化关系，以及不同厚度的电致变色薄腊与太阳光透过率的关系。同时对电色薄膜的时间响应特性、光密度变化与注入的电荷密度的联系也进行了研究。结果表明，直接采用氢氧化镍作为制备电致变色薄膜的靶材，获得的薄膜有良好的电致变色性能，薄膜不需激活就有良好的初始电色特性。初步讨论了镍电致变色的机理，用能带理论可以定性说明镍电致变色薄膜的消着色机理。     

光电致变色薄膜及其器件

光电致变色器件(Photoelectrochromic device)由染料电池和WO3电致变色薄膜电极组成。本研究采用溶胶一凝胶法分别制备WO3和TiO2纳米薄膜，并组装成光电致变色器件，对不同热处理和薄膜厚度下的器件的光电致变色性能进行测试分析。试验表明用提拉法制成的WO3薄膜和用旋涂法及丝网印刷制成的TiO2薄膜，都具有较好的成膜性，并且由其组装成的器件具有良好的光电致变色效果。     

基于氧化钨和普鲁士蓝的可变色超级电容器

氧化钨(WO3)薄膜作为阴极电致变色材料,还原态(阳离子嵌入)时着色而氧化态(阳离子脱出)时褪色;而普鲁士蓝(Prussian blue,PB)薄膜作为阳极电致变色材料,还原态(阳离子嵌入)时褪色而氧化态(阳离子脱出)时着色.利用不同离子存储状态下WO3和PB薄膜的变色互补性,构筑了基于WO3和PB薄膜的可变色超级电容器.利用脉冲激光沉积法和电沉积法在透明导电玻璃表面制备了 WO3/PB复合薄膜,并以该复合薄膜为电极,构筑了对称型可变色超级电容器.结果表明,WO3/PB复合薄膜具有优异的循环稳定性,循环200圈后,面电容量的保持率可达83.8％;在650 nm时,由于WO3和PB薄膜在不同电压下的协同变色,超级电容器的光透过率差在完全着色与褪色时为53.2％.该超级电容器在不同充、放电状态下可清晰地显示不同的颜色组合及光对比度,从而实现利用颜色变化指示超级电容器的能量存储状态.本研究有助于推动电致变色和能量存储领域的交叉融合,为超级电容器能量存储状态的可视化提供实验依据.     

NiOxHy薄膜电致变色性能的研究

利用直流磁控溅射法，在Ｏ２＋Ｈ２的气氛下制备了ＮｉＯｘＨｙ薄膜，研究了不同氢气含量对薄膜的初始沉积态、漂白态和着色态透光性能的影响，含氢量为８０％时，薄膜的初始沉积态的平均可见光透射比最高。含氢量为６０％时，薄膜的电致变色能力最佳。用获得的ＮｉＯｘＨｙ薄膜制备的反射型全固态电致变色器件的控光范围可达７７％。对ＮｉＯｘＨｙ薄膜三种状态的红外吸收光谱分析表明，ＮｉＯｘＨｙ薄膜的变色机理可用：Ｎｉ（ＯＨ）２（漂白态）＝ＮｉＯＯＨ（着色态）＋Ｈ＋＋ｅ－表示。     

电致变色氧化钨薄膜的干法锂化研究

采用电子束加热蒸发金属Ｌｉ对ＷＯ３电致变色薄膜进行干法锂化，利用Ｘ光电子能谱和电化学方法分析不同锂化程度ＷＯ３薄膜的化学组分和电致变色性能。实验表明，当锂化ＷＯ３薄膜中Ｌｉ原子与Ｗ原子的数目比在０．１５左右时有良好的可逆性和着色效率。利用该方法制备了性能良好的单片式导Ｌｉ＋全固态电致变色薄膜器件Ｇｌａｓｓ／ＩＴＯ／ＷＯ３·Ｌｉ／ＬｉＦ·ＡｌＦ３／Ｖ２Ｏ５／Ａｌ。     

电沉积法制备电致变色材料

应用电沉积法制备WO3、NiO、M0O3,WO3/M0O3等电致变色薄膜。WO3薄膜、NiO薄膜、M0O3薄膜具有较好的电致变色特性,漂白态和着色态的透射率之差平均为30％左右。WO3/M0O3掺杂薄膜漂白态和着色态的透射率之差平均为40％左右,显示掺杂有利于增强薄膜的电致变色特性。WO3 NiO互补型电致变色体系漂白态和着色态的透射率之差平均为40％左右,显示互补型电致变色材料有利于增强电致变色特性。在双注入模型的基础上,根据过渡金属配合物显色机理,提出解释电致变色机理的“配位场模型”,认为在电致变色中可能存在三种电子跃迁方式。     

不同膜厚WO3薄膜的电致变色特性研究

研究了膜厚对WO3薄膜的电致变色特性的影响。WO3电致变色薄膜采用真空电子束蒸发技术制备，采用光学膜厚极值法和石英晶体振荡法膜厚测量技术监控WO3薄膜的膜厚及其光学特性。对不同光学膜厚的WO3薄膜的初始态、着色态和退色态的光谱特性进行了对比，同时研究了透射比和电流的时间响应特性。     

互补型全固态电致变色光窗

报道了三氧化钨和氧化镍两种电致变色膜及氧亚甲基聚环氧乙烷锂离子固体电解质构成的电致变色窗的制作。测量了３５０－１０００ｎｍ小长范围内的透地谱、电流响应、光响应及其与温度的依赖关系。     

电子束蒸发氧化钨薄膜电致变色性能的研究

报道了电子束蒸发制备的氧化钨薄膜的电臻变色特性和开关寿命，给出了电极电压和电解浓浓度对氧化钨薄膜电致变色性能的影响。     

电致变色器件及其应用

电致变色器件在不同电压作用下具有可逆的光学性能转换的特征。本文讨论了电致变色器件的构筑方式和几种不同应用方向的工作原理，综述了电致变色器件在节能智能窗、先进显示器、防眩汽车后视镜等领域的研究和应用进展。     

五氧化二钒薄膜结构与电致变色效应

采用反应蒸发制备Ｖ２Ｏ５薄膜,用Ｘ射线衍射分析和分光光度计分别测量薄膜晶体结构和光谱特性,利用标准三电极法从锂离子电解质溶液中向Ｖ２Ｏ５薄膜注入锂离子,实验结果表明：刚制备的薄膜为非晶结构,热处理使得膜结晶：Ｖ２Ｏ５薄膜呈较强的阳极电致变色和较弱的阴极电致变色双理效应;     

透明弹性薄膜调节可见光透射比的试验研究

总结了透明弹性薄膜调节可见光的研究试验。基本原理是当光通过凸凹不平的透明薄膜时，在薄膜表面要发生散射，散射能力大致与薄膜表面粗糙度成正比。当通过外力来改变薄膜表面的粗糙度时，就可以改变薄膜的散射比，也即改变了薄膜的直射透射比，从而对透射光强进行一定的调节。实验表明：采用适当硬度的透明弹性薄膜，在一个大气压条件下，薄膜的直射透射比的调节范围可从最小33％达到最大86．7％，透射比的改变时间不超过1秒。这一效果比目前所报道的电致变色调光的范围要大，速度要快，视觉效果也好的多，有一定的应用前景。     

多晶硅薄膜太阳电池厚度和晶粒尺寸对其性能的影响

利用PC1D计算了结构为n^ /p小和n^ /p—p^ 多晶硅薄膜太阳电他的品粒尺寸和薄膜厚度对其Voc，Jsc和η的影响。计算结果表明：对无陷光结构的多晶硅薄膜太阳电池，要获得10％的效率，薄膜厚度至少应大于22μm；晶粒尺寸大于薄膜厚度的4倍时，晶界复合对载流子寿命的影响可以忽略；同时表明：太阳电他的背表面场(BSF)对提高多晶硅薄膜太阳电他的性能具有很大的作用。     

WO_3-SiO_2复合薄膜制备、结构和气致变色性能

采用溶胶 -凝胶法在玻璃衬底上成功制备了具有良好气致变色性能的透明、均匀、附着力强的WO3 SiO2 复合薄膜。讨论了络合剂的量和乙醇与水的比例对溶胶稳定性和成膜均匀性的影响 ,用热重 -差热、X射线衍射、红外光谱分析对薄膜在热处理过程中的结构变化特征进行分析 ,用扫描电镜对薄膜表面微观形貌进行观察 ,初步研究了镀铂薄膜的气致变色性能。研究结果表明 ,溶胶稳定性随着H2 O2 的增加而增加 ,但溶胶成膜均匀性降低 ;增加乙醇与水的比例 ,可提高溶胶的成膜均匀性和溶胶稳定性 ;结构分析和性能测试的结果表明 ,36 0℃热处理的复合薄膜具有高浓度相界 ,氢原子迁移速率高 ,变色响应速率快 ,气致变色性能优于单一组分薄膜     

WO3—SiO2复合薄膜制备、结构和气致变色性能

采用溶胶－凝胶法在玻璃衬底上成功制备了具有良好气致变色性能的透明,均匀,附着力强的WO3－SiO2复合薄膜,讨论了络合剂的量和乙醇与水的比例对溶胶稳定性的成膜均匀性的影响,用热重－差热,X射线衍射,红外光谱分析对薄膜在热处理过程中的结构变化特征进行分析,用扫描电镜对薄膜表面微观形貌进行观察,初步研究了镀铂薄膜的气致变色性能,研究结果表明,溶胶稳定性随着H2O2的增加而增加,但溶胶成膜均匀性降低,增加乙醇与水的比例,可提高溶胶的成均均匀性和溶胶稳定性,结构分析和性能测试的结果表明,360℃热处理的复合薄膜具有高浓度相界,氢原子迁移速率高,变色响应速率快,气致变色性能优于单一组分薄膜。     

调光窗的研究

物质的光学特性变化有光致变色、热致变色、电致变色和液晶现象等。60年代开发的光致变色窗可能是其中最早的一项应用成果。但是,这种窗户随入射紫外线量而改变其透光率,不能按需要自由调光。至于热致变色,只能在某个转变点以上才能发生,目前对于转变点的控制是很困难的,所以热致调光通常只能在温暖的地方使用。因而,看来电致变色用作窗户的调光单元是较有前途的。从1973年韦布发表了三氧化钨蒸镀膜的可逆电致变色现象以来,世界各地都开始了这方面的研究。日本旭玻璃有限公司研究开发部最近研制了一种电致变色的调光窗。这种窗的构造如图1所示。其中,1为     

电致变色灵巧窗的设计与研制

从电致变色器件的工作原理出发，对电致变色灵巧窗的基本结构和各层材料的作用进行分析和讨论，对组成灵巧窗的各层薄膜材料进行研究和制备，并研制了性能优良的ＩＴＯ／ＷＯ３／ＬｉＣｌＯ４－ＰＣ／ＮｉＯ／ＩＴＯ以及ＩＴＯ／ＮｉＯ／ＬｉＣｌＯ４－ＰＣ／ＩＴＯ结构的半固态灵巧窗和ＩＴＯ／ＷＯ３／ＬｉＮｂＯ３／ＮｉＯ／ＩＴＯ结构的全固态灵巧窗。     

射频溅射沉积TaOx薄膜离子导体性能

利用射频反应溅射沉积方法在不同氧含量下以ＷＯ３／ＩＴＯ／Ｇｌａｓｓ为基体，制备了一系列厚度大于２００ｎｍ的ＴａＯｘ薄膜，并用Ａｒｎｏｌｄｕｓｓｅｎ方法检测离子导电性能。结果表明，当溅射功率为１５０Ｗ、氧含量１０～８０％条件下制备的ＴａＯｘ薄膜均为离子导体。其中氧含量２０—４０％时离子导电性能最佳。用ＴａＯｘ薄膜作为离子导体制备的Ａｌ／ＮｉＯｘ／ＴａＯｘ／ＷＯｘ／ＩＴＯ／Ｇｌａｓｓ电致变色器件，其着色态在可见光谱范围（０．３８—０．７８μｍ）的平均反射比为１１．２％，漂白态时对应的平均反射比可达８３．２％。本文还讨论了ＴａＯｘ离子导体的离子导电机理。     

射频溅射沉积TaOx薄膜离子导体性能

利用射频反应溅射沉积方法在不同氧含量下以WO3/ITO/Glass为基体,制备了一系列厚度大于200nm的TaOx薄膜,并用Arnoldussen方法检测离子导电性能.结果表明,当溅射功率为150W、氧含量10～80%条件下制备的TaOx薄膜均为离子导体.其中氧含量20-40%时离子导电性能最佳.用TaOx薄膜作为离子导体制备的Al/Niox/TaOx/Wox/ITO/Glass电致变色器件,其着色态在可见光谱范围(0.38-0.78μm)的平均反射比为11.2%,漂白态时对应的平均反射比可达83.2%.本文还讨论了TaOx离子导体的离子导电机理.     

不同温度条件下晶体硅光伏组件光/电致衰减

晶体硅光伏组件存在多种光/电衰减机制，为了研究不同衰减条件的影响，该文首先对不同条件的衰减机理进行探讨；然后进行不同类型的衰减试验，并对试验结果进行分析。通过试验发现，所有类型的太阳电池均有光致或电致衰减现象；相较于PERC太阳电池，TOPCon太阳电池的光致及电致衰减速率较慢，同时在光致衰减（LID）试验中稳定周期最长；在LID试验后，所有类型太阳电池均会发生高温光致衰减。分析电致衰减（CID）与高温光致衰减（LeTID）试验衰减数据，发现组件功率衰减与填充因子变化呈正相关。