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。     

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。     

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。     

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LiAlO_x/Ta₂O₅/LiAlO_x(ATA)三明治结构电解质的全固态电致变色器件。通过引入ATA三明治结构电解质, 所制得的七层体系电致变色器件(ITO/NiO/LiAlO_x/Ta₂O₅/LiAlO_x/WO₃/ITO)兼具了优异的透光率和可观的溅射效率。该全固态电致变色器件取得了令人满意的着色效率(79.6 cm²/C), 更快的响应速度(着色时间1.9 s, 褪色时间1.6 s)以及数百次循环的良好稳定性。此外, ATA三明治结构电解质充分利用了Ta₂O₅优异的离子传输速率和稳定性, 并提供了足够的锂离子以满足快速变色切换的需求。因而, 通过连续直流溅射制备的基于ATA三明治结构电解质的全固态电致变色器件有望为高性能电致变色器件的量产和实际应用提供重要的指导。     

全固态电致变色智能窗的研究进展

电致变色材料被认为是最有开发前景的智能材料之一,本文结合本实验室的研究成果,简要介绍了电致变色智能窗的结构及变色原理,着重阐述了WO3电致变色材料和固态电解质的最新研究动态,展望了电致变色材料及其器件的应用前景。     

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。     

聚苯胺红外电致变色器件研究进展

电致变色是材料反射、吸收等光学性质在外加电场驱动下发生稳定、可逆变化的现象,在不同波段可表现为颜色、红外发射率等变化。红外电致变色器件(IR-ECDs)能够动态调节物体的红外光学特性,在自适应伪装、热管理等应用中受到广泛关注。作为最有代表性的有机电致变色材料,聚苯胺(PANI)制备方法简单,电化学性能优异,在多波段电致变色领域有着巨大的潜在应用价值。本文从电致变色器件结构出发,介绍了从可见电致变色到红外电致变色的原理和器件结构的演变,对近年来增强聚苯胺红外电致变色器件性能的策略和最新进展进行了归纳和分析,讨论了其多功能化应用的拓展方向,最后对所面临的挑战与未来的发展方向进行了总结与展望,为今后发展优异性能的IR-ECDs提供了参考,希望能够对本领域研究者有所启发,促进电致变色领域的发展。     

电致变色性和智能窗的发展及应用

对电致变色现象及机理、电致变色器件的构成、电致变色使用的材料等方面的国内外研究现状及发展趋势作了介绍和论述。最后对电致变色器件的应用前景作了展望。     

四元掺杂电致变色薄膜材料的制备及其性能的研究

用溶胶 凝胶法首次制备了组分为 WO3、TiO2、CrO3、PEO的四元掺杂电致变色薄膜材料,得到了较佳的组分配比,用 TG DTA,XRD 研究薄膜材料的结构变化,推断出最佳热处理温度。循环伏安和可见光透过率测试表明该薄膜材料有较好的电化学性能和阴极着色效应,可以作为电致变色器件中的阴极电致变色层薄膜材料。     

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...     

4,4’-联苯二甲酸酯类化合物的电致变色性能及器件

以联苯为原料合成了6种4,4’-联苯二甲酸酯类化合物,通过核磁、红外对其结构进行了确认,并使用电化学工作站和紫外光谱对其电化学性质作了初步研究。组装了以4,4’-联苯二甲酸酯为电致变色材料的简易EC器件,当施加3.0V电压时器件显示黄绿色,而施加3.6V电压时显示为洋红色,实现了从无色到三原色的转变。而且,4,4’-联苯二甲酸酯合成操作简单,成本低廉,是一类新型的电致变色材料。     

NiO_x电致变色薄膜结构与性能的X射线研究

电致变色是指材料的光学性能(光的透射、反射和吸收)通过外加电场或电流的作用,在包括可见光波长的某一波长范围内发生可逆变化的现象。氧化镍薄膜是目前发现的性能最好的电致变色材料之一,采用反应性磁控射频溅射法,利用金属镍作为靶材,在氮与氧混合气体中,通过直流磁控反应溅射法制备氧化镍薄膜,用X射线衍射技术分析其结构,用循环伏安法对NiOx薄膜的电致变色过程进行分析。     

A nanostructured electrochromic supercapacitor

We report the first successful application of an ordered bicontinuous double-gyroid vanadium pentoxide network in an electrochromic supercapacitor. The freestanding vanadia network was fabricated by electrodeposition into a voided block copolymer template that had self-assembled into the double-gyroid morphology. The highly ordered structure with 11.0 nm wide struts and a high specific surface to bulk volume ratio of 161.4 μm(-1) is ideal for fast and efficient lithium ion intercalation/extraction and faradaic surface reactions, which are essential for high energy and high power density electrochemical energy storage devices. Supercapacitors made from such gyroid-structured vanadia electrodes exhibit a high specific capacitance of 155 F g(-1) and show a strong electrochromic color change from green/gray to yellow, indicating the capacitor's charge condition. The nanostructuring approach and utilizing an electrode material that has intrinsic electrochemical color-change properties are concepts that can be readily extended to other electrochromic intercalation compounds.     

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。     

PEG改性氧化钨薄膜的电致变色特性

为改善WO₃薄膜的电致变色性能, 采用溶胶-凝胶法制备了聚乙二醇(PEG)改性的WO₃电致变色薄膜, 并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研究。研究表明: PEG改性的WO₃薄膜具有良好的电致变色性能, 循环5000次伏安曲线无明显衰减, 对可见光的最大透过率调制幅度可达71%。PEG的加入改变了WO₃薄膜的微结构, 形成了平均直径为9 nm的介孔, 提高了离子在其中的扩散速率, 因此改善了WO₃薄膜的电致变色性能。由于循环稳定性对于电致变色材料的实际应用至关重要, 因此这种低成本的湿化学法有望用于制备高性能的WO₃基电致变色器件。     

Impedance spectroscopy analysis of WO3 thin film electrodes during electrochromic colouring-bleaching cycling

This paper deals with the variations in the electrical components (resistances, capacitances and constant phase element) of an electrochromic electrode during colouring-bleaching cycling. The complex impedance method is used to determine these parameters. Two types of electrochromic material are investigated: tungsten trioxide thin films obtained by anodic oxidation of tungsten sheet or by thermal vacuum evaporation of WO₃ onto an SnO₂:F electrode. An electrical model can be associated with the electrochromic electrode. The behaviours of these electrodes during cycling are compared and explained in terms of interface modification.     

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...