WO_3-NiO电致变色薄膜的制备与性能

以硫酸镍(NiSO_4)和钨酸钠(Na_2WO_4·2H_2O)为原料,采用低温化学浴沉积法在ITO导电玻璃上制备NiO和WO_3电致变色薄膜,并通过物理方法制备WO_3-NiO电致变色器件。本文探索了溶液的浓度和pH对薄膜沉积的影响。采用低温化学浴沉积法直接制备的薄膜为Ni(OH)_2。实验结果表明当溶液浓度为0.02～0.5 M,pH在9.6～11.6之间,均可以得到致密、均匀的Ni(OH)_2薄膜。其中,当硫酸镍浓度在0.05 M、pH调至11.3时能得到致密均匀且透过率高的氢氧化镍薄膜。该薄膜退火后可转化为NiO。当Na_2WO_4·2H_2O溶液浓度在0.02 M至0.06 M,pH为1.2时,能得到致密均匀的WO_3薄膜。此外,钨酸钠浓度在0.06 M且pH调至1.2时,得到致密均匀透过率高的WO_3薄膜。将NiO-WO_3薄膜组装成器件后光学调制为28%左右,能得到所需的电致变色器件。     

热处理温度对WO_3电致变色薄膜性能的影响

采用改进溶胶-凝胶法制备WO_3薄膜,研究不同热处理温度对WO_3薄膜的物相组成、表面形貌、电化学和光学性能的影响。用原子力显微镜(AFM)考察薄膜的表面形貌,用X线衍射(XRD)表征薄膜的物相组成,循环伏安法测试薄膜的电化学性能以及紫外-可见光分光光度计对薄膜的光学性能进行表征。结果表明:在热处理温度为200℃下得到的无定形WO_3薄膜具有较好的电致变色性能、较短的响应时间及较好的循环稳定性,电致变色循环可逆性为78.04%,薄膜着色、褪色态对比度在34%左右。     

WO3电致变色薄膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备WO3电致变色薄膜,并利用正交设计法对实验进行设计,采用循环伏安特性法、分光光度法和扫描电镜(SEM)对薄膜的变色效果和表面形貌进行了研究.据此找出最佳实验条件为W粉用量4 g、H2O2加入量20 mL以及无水乙醇用量10 mL,此时制得的WO3电致变色薄膜的变色响应时间最短为6 s,具有较均一的表面形貌和高的变色效率.     

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．     

作用于全固态电致变色器件的钛酸锂薄膜的制备及性能研究

利用射频溅射法在室温下制备了可作为离子传导层的非晶态钛酸锂(LixTiyOz,LTO)薄膜,并利用XRD,SEM、紫外-可见分光光度计等,探究溅射功率对沉积薄膜微观结构和性能的影响.之后将其应用于电致变色器件,并以器件变色响应速度、变色均匀性、循环测试后的衰减程度等性能作为主要参数,探索最适合作为电致变色器件电解质层的LTO薄膜制备工艺.结果表明,当溅射功率为100W时,所制备的LTO薄膜为非晶态,表层均一致密,厚度约为165nm,光学平均透过率达70%以上.将其应用到电致变色器件中,器件着色、褪色时间可缩短到13,14秒,变色性能优异.     

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...     

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).     

磁控溅射WOx电致变色薄膜的结构

采用直流反应磁控溅射工艺,以纯钨靶为靶材在ITO玻璃上制备电致变色WOx薄膜,运用XRD衍射方法和扫描隧道显微镜(STM)测试手段对薄膜的晶体结构和微观表面形貌进行了分析,探讨了WOx薄膜的电致变色性能和微观结构之间的关系.实验分析结果发现:磁控溅射得到的WOx薄膜主要是非晶态的,而其在着色状态和退色状态下亦呈非晶特性;电致变色反应使薄膜的颜色发生了可逆变化,必然地也使结构发生了可逆变化.Li 的进出,虽然没有使组成WOx的基本结构发生大的变化,但其微观表面形貌发生较大差异,因为原子团簇的堆积方式向较规则的低能态堆积方式转变.     

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%.     

氧化镍薄膜的结构与电变色性能的热处理效应

用电子束蒸发NiO粉末的方法在ITO导电玻璃上制备电变色氧化镍薄膜,并将薄膜置于200－500℃的空气环境中进行1h热处理．用XRD分析了薄膜的结构,电化学方法测试了薄膜的电致变色性能,发现热处理对薄膜微观结构的影响较小,而对薄膜的致色效率及致色与消色态的透射率动态变化范     

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.     

热蒸镀法制备WO_3薄膜及其电致变色性能

采用热蒸镀法在氟掺杂的锡氧化物(fluorine-doped tin oxide,FTO)导电玻璃衬底上沉积了一层WO3薄膜,运用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段对样品进行表征,并运用紫外-可见光谱法表征了薄膜样品的电致变色性能.结果表明,该氧化钨薄膜在外加电压作用下,从褪色态(+0.9 V)到着色态(-2.0 V),颜色由淡蓝色变为不透明的深蓝色,光透过率(波长为632.8 nm)由~72%下降为~0%,光学调节幅度高达72%,光密度(optical density,OD)变化量达到3,着色/褪色响应速度分别为30/20 s,循环(-1.8 V/+0.8 V)30周期后变色性能保持良好,综合性能优于目前文献报道.由于该法制备的氧化钨薄膜电致变色综合性能突出,特别是光密度变化量大,在变色玻璃、智能窗户等环保节能领域将有广泛的应用前景.     

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...     

薄膜厚度对V_2O_5薄膜电致变色性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备V2O5薄膜,研究了薄膜厚度对V2O5薄膜电阻率、透射率和电致变色性的影响.研究结果表明:随着薄膜厚度的增大,V2O5薄膜的表面电阻率总体上呈降低趋势,而当厚度大于20 μm时,薄膜的电阻率趋于常数.V2O5薄膜透光性能随厚度的增加而降低.随薄膜厚度增加,V2O5薄膜的变色效率提高.     

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.     

WO_3薄膜的溶胶-凝胶法制备及其电致变色性能研究

以钨酸钠为前驱物,乙醇和聚乙烯醇(PVA)为添加剂,采用溶胶-凝胶法在FTO导电玻璃基质上制备了WO3电致变色薄膜,讨论了退火温度对薄膜响应时间的影响。通过扫描电子显微镜及X射线衍射仪对WO3薄膜结构进行了表征,利用电化学工作站对WO3薄膜的电致变色响应时间进行了研究。结果表明:在340℃下制备的WO3薄膜具有较好的循环可逆性,该薄膜着色响应时间为4.4 s,退色响应时间为0.52 s。     

Ce，Sm联合掺杂TiO2薄膜制备及其电致变色特性

以钛酸四丁酯、硝酸铈和硝酸钐为主要原料,采用溶胶-凝胶法在ITO导电玻璃基片表面制备Ce,Sm联合掺杂TiO2电致变色薄膜,Ce,Sm掺杂的摩尔分数分别为0,2%,5%和10%.采用电化学工作站和紫外可见分光光度计,研究了薄膜的循环伏安特性和光谱特性.结果表明,Ce,Sm的摩尔分数为2%时,薄膜的峰值电流最大,电荷存储能力最强,注入电荷密度为1512mC·cm-2,循环可逆性K值为07.Ce,Sm的摩尔分数为5%和10%时,随着掺杂量的增加,薄膜的峰值电流减小,电荷存储能力变弱.Ce,Sm掺杂TiO2薄膜在可见光范围内具有更好的光学透明度,着色时颜色很浅,着色态和褪色态的光谱透过率几乎一致,均在90%以上,可以在电致变色玻璃中作为离子存储材料.     

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.     

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。     

氧化镍薄膜结构与电致变色性能的热处理效应

用电子束蒸发NIO粉末的方法在ITO导电玻璃上制备电变色氧化镍薄膜，并将薄膜置于200-500℃的空气环境中进行1h热处理．用XRD分析了薄膜的结构，用电化学方法测试了薄膜的电致变色性能．发现热处理对薄膜微观结构的影响较小，而对薄膜的致色效率及致色与消色态的速射率动态变化范围影响较大．分析了薄膜中电荷的输运机制，讨论了OH-离子电荷的注入位置