热处理对氧化钨薄膜结构和电致变色性能的影响

电致变色(EC)材料在外加电压作用下能可逆的改变其光学性能.近年来由于其在光调节装置方面的应用潜力,引起了广大研究人员的兴趣.其中氧化钨是典型的电致变色材料.在本文中,电致变色氧化钨薄膜由电子束蒸发WO3粉末的方法沉积在ITO透明导电玻璃上,所得薄膜在空气气氛中经(250～550)℃,(1～4)h不同的热处理,处理后的薄膜用XRD观察其微观结构的变化,电致变色性能则由电化学方法测试.讨论了热处理温度变化对薄膜结构和电致变色性能的影响.     

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及颜色转变,忽略了对材料红外光谱的探究。本研究选取具有法布里–铂罗(F-P)空腔结构的多彩氧化钨薄膜进行可见–红外宽频谱电致变色探究,具有F-P空腔结构的氧化钨薄膜材料在可见光区呈现多样化、明亮的颜色,再对多彩薄膜进行图案化设计,即可得到具有各种图案的多彩薄膜,并且在外加偏压的作用下可以实现多样化的颜色转变。同时,多彩氧化钨薄膜的红外反射率也可获得明显的可控调制效果,在中波段(Medium Wave, MW)3.5μm左右处不同颜色薄膜均可获得高于25.00%的红外调制率。本研究表明,多彩氧化钨薄膜可以实现可见–红外宽频谱的分立、可控调节,在智能窗、热管理、辐射制冷等应用领域有巨大潜力,可达到光、热性能协同调制的效果。     

掺杂氧化钨薄膜的电致变色特性

掺杂氧化钼对氧化钨薄膜的电致变色特性有一定的影响,本文介绍了用电子束蒸发制备不同MoO3掺杂比例的氧化钨膜,对其着色态与漂白态的光学特性以及循环伏安特性进行了实验研究,通过对循环伏安曲线的分析,对杂氧化钨薄膜电致变色的机理进行了讨论。     

退火温度对聚乙二醇改性氧化钨薄膜结构及电致变色性能的影响

为改善氧化钨薄膜的电致变色性能,通过溶胶-凝胶法钨粉过氧化路线制备了聚乙二醇改性的氧化钨电致变色薄膜,并对其进行了不同温度的热处理,研究了不同退火温度对聚乙二醇改性氧化钨薄膜结构及电致变色性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、光谱椭偏仪(SE)、紫外-可见分光光度计、电化学工作站对薄膜的微观结构、光谱调制能力、着色效率、离子扩散能力、可逆性和响应时间及循环稳定性进行了表征和分析。结果表明,适当温度的热处理可以得到一种多孔的纳米晶/非晶复合结构薄膜,从而更有利于离子在薄膜中的扩散与迁移;300℃热处理PEG改性WO3薄膜表现出较高的光学调制幅度、着色效率以及良好的循环可逆性。     

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...     

钒掺杂氧化钨纳米线的制备与电致变色/储能性能

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。     

由溶胶-凝胶法制备的掺氧化钼的氧化钨薄膜的电致变色性能

钨粉和钼粉在过氧化氢的作用下生成氧化钨和氧化钼的溶液，加入冰乙酸进行酸化，然后在60℃下烘干，用适量的乙醇配得氧化钨和氧化钼母液。用ITO玻璃在该溶液浸泡后拉出并在150℃下烘干1h，便得到掺有氧化钼的氧化钨薄膜。X射线衍射（XRD）显示所得的薄膜为非晶态结构，扫描电镜（SEM）发现整个薄膜的表面较为平滑，但在极其微小的局部仍有裂纹颗粒生成。薄膜的伏安特性显示薄膜对锂离子具有一定的存储能力，其光的透过率测量表明溶胶-凝胶制备的掺有氧化钼的氧化钨薄膜对光具有很好的调节作用。     

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。     

a—WOx薄膜电致变色反应中的结晶性能

用ＸＲＤ和ＳＴＭ研究了反应溅射沉积ＷＯｘ薄膜在电致变色过程中的物相结晶性及表面形貌。结果表明：着退色反应使非晶ＷＯｘ薄膜向有序化方向转变，表现为薄膜非晶胞衍射特征减弱。     

氧化钨薄膜电致变色机理的探讨

研究磁控溅射生成的氧化钨薄膜处于电解液系列中的循环伏安特性，充电电流厦光学特性．采用配体场理论来解释氧化钨薄膜在电场作用下，锂离子注入引起薄膜变色的现象，认为注入的锂离子破坏了薄膜界面层内氧化钨分子的八面体结构的对称性，在内部静电场和外部电场的共同作用下，鸽离子d轨道的五重简并能级分裂。从而使得薄膜对可见光产生d-d吸收，导致氧化钨薄膜变色．     

制备工艺对氧化钨电致变色薄膜性能的影响

采用WO3陶瓷靶,运用射频反应磁控溅射工艺,通过正交试验方法优化实验参数,制备出性能优异的WO3电致变色薄膜,通过对薄膜进行真空热处理,提高了薄膜变色存储能力。结果表明,氧分量为60%、压强为2.5Pa、功率为145W时制备的薄膜,对光调制幅度(ΔT)达89.3%。适度温度真空热处理可改善薄膜性能,着色率略有提高,变色存储时间增加(达32h),离子存储能力增大(达3.96mC/cm2),循环稳定性能良好,同时热处理使薄膜晶化,密度增加,变色响应时间增加。     

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。     

电致变色材料及应用

电致变色材料在大面积信息显示、无功耗贮存及灵巧调光窗口的应用领域，具有良好的前景。本文介绍了电致变色现象及其特点，并对变色机理、材料与器件的制备，以及应用等方面的研究状况作了评述。     

镁镍功能薄膜的制备及电致变色性能的研究

采用恒电位法在铜基片上沉积出镁一镍薄膜,采用循环伏安法研究了N-N二甲基甲酰胺溶液中Mg2 、Ni2 的电化学行为,并通过反射法对薄膜的电致变色性能进行了表征.电致变色前后,镀层薄膜的颜色及在可见光范围内的透光和反射光的能力表现出很大的差别,显示出良好的电致变色性能,而且此过程具有较好的重复性.     

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。     

钛掺杂三氧化钨薄膜结构与电致变色性能研究

通过射频溅射法, 常温下制备了纯相WO₃和Ti掺杂WO₃薄膜, 采用XRD、SEM、Raman、电化学工作站、紫外-可见-近红外分光光度计等对薄膜的微观结构、循环稳定性、光学性能进行了表征和分析。研究发现: 钛掺杂对WO₃薄膜的表面形貌和光学常数影响不明显, 但使薄膜的晶化温度升高。电化学测试结果表明, Ti掺杂可以提高离子在薄膜中注入/抽出的可逆性, 提高薄膜的循环稳定性, 同时薄膜的响应速度和光学调制性能也得到提高, 掺杂后薄膜着色态和漂白态的响应时间分别由9.8、3.5 s减小为8.4、2.7 s, 因此Ti掺杂WO₃薄膜具有更好的电致变色性能。     

聚合物全固态电致变色器件的制备及性能

使用乙烯-乙烯醇共聚物/聚吡咯复合膜和聚醚基氨酯/LiClO4电解质制成全固态电致变色器件.当加上1.0～2.5V的直流电压时,器件颜色由黄色变成棕(蓝)色.详细讨论了器件的UV/VIS光谱变化、掺杂/不掺杂过程的响应时间以及电解质浓度对变色过程的影响.结果显示电致变色器件在800nm时,发生掺杂/不掺杂过程变化有短的响应时间和大的透过率差.     

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.     

氧化镍及氧化钨薄膜电致变色机制的研究

通过ＺｒＯ２膜层与ＮｉＯｘ，ＷＯｘ膜层的不同组合，在液态电解质下，测得不同电致变色膜系的电化学特性及相应着、脱色状态的光透射性能。证明了ＺｒＯ２膜层具有导通离子而隔断电子的离子导体层特性，并对ＮｉＯｘ膜层的变色机制进行了探讨。用Ｘ射线衍射方法对不同状态下ＮｉＯｘ，ＷＯｘ薄膜的物相分析表明：电致变色反应中的是离子注入膜层，使薄膜向有序化排列变化，并产生晶格类型的转变。     

氧化镍及氧化钨薄膜电致变色机制的研究

通过ZrO_2膜层与NiOx，WOx膜层的不同组合，在液态电解质下，测得不同电致变色膜系的电化学特性及相应着、脱色状态的光透射性能。证明了ZrO2膜层具有导通离子而隔断电子的离子导体层特性，并对NiOx膜层的变色机制进行了探讨。用X射线衍射方法对不同状态下NiOx，WOx薄膜的物相分析表明：电致变色反应中的阳离子注入膜层，使薄膜向有序化排列变化，共产生晶格类型的转变。