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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

薄膜太阳电池系列讲座(24) 染料敏化电池(中)

(4)传导到TCO的电子流向外电路。(5)该电子最终经由外电路回到对电极(Counter Electrode)。(6)处于氧化态S+的染料分子从电解质(氧化还原电对I/I3)的I离子中得到电子回到基态S,而电解质的I失去电子被氧化成I3:S++e→S(3)I2e→I3(4)(7)处于氧化态的氧化还原电对I/I3中的I3扩散到对电极处,从对电极获得电子而被还原成I离子:     

染料敏化电池(中)

(4)传导到TCO的电子流向外电路. (5)该电子最终经由外电路回到对电极(CounterElectrode). (6)处于氧化态S+的染料分子从电解质(氧化还原电对I-/I3-)的I-离子中得到电子回到基态S,而电解质的I-失去电子被氧化成I3-:S++e-→S (3) I--2e-→I3-(4) (7)处于氧化态的氧化还原电对I-/I3-中的I3-扩散到对电极处,从对电极获得电子而被还原成I-离子:     

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