透射式氧化钨基电致变色器件的制作与性能研究

本采用多聚配合物法制备非晶态氧化钨变色薄膜,同时采用半固态电解质初步组装了透射式氧化钨基电致变色器件,并对其着色效率、响应时间等电致变色性能参数进行了测定。     

电致变色聚噻吩及其固态电致变色器件的制备

以2,2':5',2″-三噻吩(3T)作为单体,通过电化学聚合制备了聚噻吩,研究了聚噻吩薄膜的电致变色性能.研究发现,在液体电解质中,当施加外加电压时,聚噻吩薄膜的颜色能发生橙黄色和藏青色的可逆变化.利用聚噻吩作为电致变色活性层制备了固态电致变色器件ITO/聚噻吩/凝胶电解质/ITO,在施加外加电压时,固态电致变色器件也能发生橙黄色和藏青色的可逆变化.     

Wox-Ti薄膜的电致变色性能

为了提高WOx薄膜的电致变色性能,笔者采用磁控反应溅射工艺,以纯钨和纯钛为靶材在ITO玻璃上制备Ti掺杂WOx电致变色薄膜,用薄膜的透射光谱和XRD衍射方法对掺杂后薄膜的电致变色性能和结构进行了分析,研究了Ti掺杂对WOx薄膜电致变色性能和微观结构的影响机理.实验表明:Ti掺杂不会降低WOx薄膜的致色效果,还能显著提高薄膜的循环寿命,缩短响应时间,提高记忆存储能力,XRD分析表明,掺杂Ti之后的WOx薄膜仍为非晶态,且非晶态有增强的趋势.     

LiClO4有机高分子电解质的电致变色效应

研究了聚甲基丙烯酸甲酯为基的PC LiClO4有机高分子电解质薄膜的制备、特性及其在电致变色器件中的应用.采用溶胶-凝胶法制备有机高分子电解质,当LiClO4的浓度为1.5 mol/L时,电解质的电导率达到最大值2.0 mS/cm.将此样品作为离子传输层与NiOχ电致变色薄膜构成全固态电致变色器件,在紫外光辐照区域,光密度差大于1.66,在350～850 nm光区范围内,光密度差为0.83～1.66,在可见光区和近红外区都具有优良的变色性能.     

电沉积聚苯胺薄膜在离子液体BmimPF6中的电致变色响应及电致变色器件研究

通过使用电化学循环伏安法分别在十二烷基苯磺酸和HNO3中电沉积制备了聚苯胺(PANI)电致变色薄膜.使用Raman、FE-SEM和电化学原位紫外可见吸收光谱对所制备的聚苯胺电致变色薄膜进行测定表征,结果显示两种质子酸中获得的聚苯胺形貌存在显著的差异,且对其在离子液体Bmim PF6中的电致变色性能产生影响.实验结果显示在十二烷基苯磺酸微乳液中沉积制得的聚苯胺电致变色薄膜在Bmim PF6中具有良好的电致变色响应.使用Bmim PF6为电解质,将所制得的聚苯胺电致变色薄膜电极与通过电化学沉积制得的三氧化钨(WO3)电极一起组装得到了电致变色器件.原位吸收光谱数据显示,所制得的电致变色器件,在-1.5~2 V的工作电压下,具有稳定的电致变色响应,其着色和褪色时间分别为4.0 s和5.0 s,着色效率达176 cm2·C-1(λ=600 nm).     

P3HT/MWNTs复合电致变色器件的制备及特性研究

通过在导电聚合物电致变色材料聚3-己基噻吩(P3HT)中添加少量多壁碳纳米管(MWNTs),制备了不同MWNTs含量的P3HT/MWNTs复合膜电致变色器件,并利用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光谱仪、四探针电导率测试仪等分析仪器对制备器件的电致变色膜层的显微结构、膜层电导率随MWNTs添加量的变化情况及电致变色特性进行了分析研究.结果发现:因少量MWNTs的添加,复合变色膜层的电导率可由1.2×10-2 S/cm提高到3.9S/cm,增加了近300倍.这对减少器件变色过程中的外加电压大小,提高器件颜色变化对比度,减小器件电致变色的响应时间,改善器件的使用寿命都是非常有利的.但研究也发现,过多MWNTs的添加,会导致复合电致变色膜层表面粗糙度增加,且过多的MWNTs也增加了变色层对可见光的吸收率,MWNTs添加量质量百分比不应超过膜层的2%.     

极薄钨单质种子层制备形貌疏松的三氧化钨薄膜的电致变色性能研究

氧化钨薄膜(3WO)具有出色的电致变色性能,但是目前物理法制得的3WO薄膜形貌往往比较致密,从而影响其变色性能和循环寿命.本文采用磁控溅射方法,首先在I TO透明导电基底上制备一层极薄的钨(W)单质薄膜,之后在W薄膜上方制备3WO薄膜,通过调控W单质薄膜的疏松形貌对3WO薄膜形貌进行调控以提高其电致变色性能.为了保证薄...     

MWNTs/PTH电致变色器件的制备及特性研究

利用滚筒印刷法,开展了MWNTs/PTH复合材料电致变色器件(ECD)的制备及特性研究实验.结果表明,少量多壁碳纳米管(MWNTs)的添加,可在聚噻吩(PTH)导电聚合物膜层结构中形成一系列一维的MWNTs导电通道,提高了MWNTs/PTH复合材料电致变色器件变色层的电导率,增强了PTH电致变色过程中氧化还原反应的电子转移强度.对比发现,在改变相同颜色及对比度条件下,MWNTs/PTH复合膜层ECD器件所需外加电压数值比未添加MWNTs的聚合物ECD器件有所减小,器件的变色响应时间也大大缩短.说明将高导电性的MWNTs材料与PTH导电聚合物进行复合可提高ECD器件的电致变色特性.     

掺氮WO_3电致变色薄膜及器件的制备与性能

文章在氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)玻璃上用反应磁控溅射法制备了氮掺杂WO_3薄膜和TiO_2薄膜,并封装制成电致变色器件。用X-ray衍射仪、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪对薄膜的结构、形貌、成分和结合键进行表征;采用直流稳压电源和分光光度计对器件的透光变色性能进行测试。结果表明:制备的掺氮WO_3薄膜为非晶态,其非晶衍射包的峰位随着含N量的增加而移动;随着WO_3薄膜中含N量的升高,表面粗糙度增大,器件在着色态透光率降低;掺氮WO_3薄膜中W、O分别以W~(6+)和O~(2-)存在,而N以中性价态、代换O位与W键合以及表面吸附3种状态存在。当掺氮量为2.80%时,电致变色器件调制幅度最大,适用于节能玻璃。     

新型电致变色复合材料的制备及其电致显色性能的研究

电致变色材料由于驱动电压低、颜色变化的可控性、灵敏性、可逆性及记忆性等特点被广泛用于光电化学能转换和储存器、电致变色智能调光窗、无眩反光镜和电色信息存储器等领域.本文通过电沉积方法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩-普鲁士蓝(PEDOT-PB)聚合物薄膜并对其电致变色性质进行了研究.结果表明,与单独的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)薄膜相比,本文制备的PEDOT-PB聚合物薄膜具有更优异的电致变色性能,比如着色效率高(在720nm处为=220.5cm~2/C)、响应时间短(从深蓝色到淡蓝色3.9s,从淡蓝色到深蓝色5.8s)和稳定性高(千次循环后氧化还原峰的位置基本不变)的优点.因此,本文所制备的新型的有机-无机电致变色复合材料有望在智能调光窗以及电致显色信息存储器等领域得到大规模应用.     

成膜工艺对sol-gel电致变色WO3薄膜的影响

以钨粉过氧化聚钨酸法配制溶胶,采用脉冲电泳沉积和浸渍提拉两种工艺在ITO导电玻璃基底上制备电致变色WO3薄膜,研究溶胶-凝胶成膜工艺对WO3薄膜微观结构、光学性能和电化学性能的影响.结果表明,两种成膜工艺制备的WO3薄膜均呈非晶态,薄膜厚度相近,约为252 nm.与浸渍提拉法相比,脉冲电泳沉积制备的薄膜具有更大的光学调...     

Keggin型多金属氧酸盐/TiO_2纳米线复合膜的制备及电致变色性能研究

采用水热合成和层接层自组装技术,将Keggin型多金属氧酸盐K_3PW_(12)O_(40)(PW_(12))和TiO_2纳米线制备成复合膜材料.利用紫外-可见吸收光谱和扫描电镜、循环伏安等手段对复合膜材料的形貌和电化学性能进行了表征.采用电化学和紫外-可见吸收光谱联机技术研究了复合材料的电致变色性能,并将其与单纯PW12薄膜进行了比较.结果表明:复合膜表现出改进的电致变色性能,光反差达到5.3%;着色和褪色时间分别为2.87和1.13s,复合膜稳定性良好.     

反应溅射制备MoO3薄膜及其电致变色响应时间研究

在Ar和O2气氛下采用直流反应溅射沉积了MoO3薄膜,样品制备过程中改变薄膜沉积气压,保持其它参数不变,研究了沉积气压对其电致变色性能的影响.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外透射光谱(FTIR)对薄膜的结构进行了表征.采用分光光度计研究了MoO3薄膜的电致变色性能,通过电致变色动态测试对样品...     

聚苯胺电致变色薄膜的制备及性能

以苯胺单体为原料,采用电化学沉积法在玻璃衬底FTO导电薄膜上合成聚苯胺电致变色薄膜.采用恒电流法,研究苯胺单体浓度、酸的种类、电沉积时间、电流密度等对薄膜制备及电致变色性能的影响,确定合成聚苯胺薄膜的最佳条件.结果表明,聚苯胺电致变化薄膜的最佳制备条件是0.15,mol/L苯胺单体的1,mol/L硫酸溶液,以10,μA/cm2的电流密度电沉积40,min.该条件下制备的薄膜的着色效率较无机电致变色薄膜高,但仅能循环105次.     

全薄膜电致变色器件glass/ITO/NiO_x/ZrO_2∶H/WO_3/ITO中单层膜的表征及器件的光学性能

采用磁控溅射法制备了glass/ITO/NiOx/ZrO2:H/WO3/ITO全薄膜电致变色器件,并对单层膜的结构及性能进行了研究.器件中NiOx、ZrO2:H和WO3各单层薄膜的SEM、XRD以及XPS的测试结果表明:NiOx薄膜表面颗粒之间有孔隙存在,这些空隙有利于H+的嵌入和脱出;而ZrO2:H薄膜和WO3薄膜的表面粗糙,颗粒度较小,这样的表面形貌有利于电致变色反应的发生.采用紫外-可见光分光光度计对器件的光学性能及循环寿命进行研究,器件经历60000次连续着褪色循环后,着色响应时间明显迟缓,褪色响应时间变化不显著,在可见光范围内的透过率调节范围仍可以达到57.9%,表明该器件具有良好的可见光调制性能和较长的循环寿命,初步达到了商业化应用的要求.     

WO3和V2O5薄膜电致变色器件特性研究

采用电子束和热蒸发分别制备了WO3和V2O5薄膜,研究了WO3薄膜的电化学、循环耐用性、电致变色特性,分析了V2O5薄膜的Li离子储存性能、Li离子的注入／退出可逆性以及离子注入对光学性能的影响,并讨论了WO3薄膜/Li离子电解质／V2O5薄膜构成的灵巧窗器件的电致变色特性．实验结果表明,这样构成的灵巧窗器件具有比较理想的光学调制性能．     

ZnO/SnS复合薄膜的制备及其光伏性能

利用n型氧化锌和p型硫化亚锡制备ITO/ZnO/SnS/Al结构的pn结太阳能电池.首先采用射频磁控溅射法在ITO衬底上制备ZnO薄膜,再用真空蒸发镀膜法沉积SnS薄膜以形成异质结,并利用X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)光谱、透射光谱和I-V曲线来表征薄膜和器件的性能.讨论在不同溅射功率和工作气压下制备的ZnO薄膜对光吸收情况和所形成异质结器件的影响,测量不同沉积时间制备的ZnO薄膜相应的器件的开路电压、短路电流密度和填充因子.结果表明,当工作气压和溅射功率分别为0.2 Pa和150 W,沉积时间为40 min时得到的ZnO薄膜能获得较好的异质结且器件的性能达到最优化.该最优器件的短路电流密度JSC为1.38 mA.cm-2,开路电压V为0.42 V,填充因子F为0.40.     

无镉ZnO缓冲层的柔性CZTSSe太阳电池

针对铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳电池中CdS缓冲层带隙较小造成光损耗和Cd元素的毒性问题,提出无镉环保型CZTSSe太阳电池,分别采用溅射法和旋涂法来制备ZnO薄膜以替代CdS缓冲层.薄膜形貌表征及器件性能测试表明,相比旋涂法,溅射法制备的ZnO的薄膜质量及其CZTSSe器件性能明显更好,器件的光电转换效率（PCE）从1.0%提升到4.5%.同时,相比于CdS（E_g=2.4 eV）, ZnO具有更大的带隙（E_g=3.3 eV）,去除CdS膜层后,薄膜和器件在蓝光区具有更高的透光率和更好的光吸收.该设计为制备柔性CZTSSe太阳电池提供了一种新策略.     

聚苯胺/氧化石墨烯复合材料在电致变色中的应用

使用高氯酸和聚苯乙烯磺酸作为掺杂酸,通过两步法制备聚苯胺/氧化石墨烯复合材料。通过红外,扫描电镜,电化学测试等手段测试其组成、结构、及电化学性能,通过数字照片记录其电致变色效果。研究结果表明,两步法制备的复合材料即具有优异的电化学性能,又表现出良好的成膜性、粘附性和电致变色效果。此方法为聚苯胺复合材料在电致变色窗器件中的应用提供了新的思路。     

用于电致变色技术的氧化钨薄膜最佳厚度的探索

WO₃薄膜在小直流电压作用下,通过阳离子的嵌入/脱出可以在深蓝色和透明态之间进行可逆变色.注入离子的迁移路程(即薄膜厚度)对WO₃电致变色性能和循环稳定性有极大影响.因此,本文采用直流反应磁控溅射制备WO₃薄膜,通过控制溅射时间制备得到200 nm、500 nm、 800 nm、 1 100 nm、 1 400 nm 5种厚度的薄膜样品,分别测试其初始态和1 000圈CV循环后的电荷储量、调制率、响应时间及记忆时间,探究用于电致变色技术的WO₃薄膜的最佳厚度.结果表明,800 nm厚度的WO₃薄膜表现出的电致变色性能和循环稳定性明显优于其他厚度,在1 000圈循环后电荷储量下降了25.1%,在波长550 nm处调制率衰减了1.59%,24 h静置后透过率增加了11.73%.该研究可为WO₃薄膜的产业化应用提供更为精确的理论指导.