基于WO3及MoO3納米結構薄膜的電致變色器件研究.pdf

1、電致變色器件在外加電場下可通過可逆的顏色變化調節(jié)其光學性質（反射率、透射率和吸收率）。本論文中主要研究了多種WO3和MoO3電致變色薄膜的制備方法，并對其形貌和結構進行表征和分析。電致變色測試結果表明這些薄膜均可表現(xiàn)出優(yōu)良的電致變色性能。我們將所制備的電致變色薄膜組裝成電致變色器件，并對其性能進行評估，更進一步在此基礎上，對電致變色器件進行集成擴展，獲得創(chuàng)新型多功能電致變色體系。本論文中的主要研究成果可歸納如下：
　　創(chuàng)新性地采用

2、電活化的 FTO導電玻璃作為基底，通過快速簡單的液相反應獲得厚度僅為100 nm左右的WO3·2H2O薄膜。由于WO3·2H2O薄膜具有特殊的層狀結構，且其直接生長與基底接觸牢固，因而表現(xiàn)出了快速的著色/褪色響應速率（著色時間3.2秒，褪色時間1.2秒）、良好的電致變色循環(huán)穩(wěn)定性、寬泛的光學調制范圍（53.8％）以及超高的著色效率（107.8 cm2·C-1）。由WO3·2H2O薄膜組裝得到的面積為5 cm×5 cm的固態(tài)電致變色器件也

3、展現(xiàn)了較高的透射率對比以及可逆的顏色變化。
　　以上述WO3·2H2O薄膜為材料基礎，我們設計了采用染料敏化太陽能電池驅動的具有節(jié)能和儲能功能的電致變色集成體系。一種是由染料敏化太陽能電池驅動的電致變色智能窗，其透射率調制范圍為65%~91%，且電致變色響應快速，著色效率高達47.6 cm2·C-1。這種染料敏化太陽能電池驅動的電致變色智能窗可選擇性吸收和反射室外太陽光和熱量，減少建筑物的能耗，同時獲得舒適的視覺效果。通過將電致變

4、色器件變?yōu)閷ΨQ的超級電容器，即可獲得多功能電致變色-儲能體系，其表現(xiàn)出了較大的面積電容（0.022 F·cm-2）以及明顯的著色/褪色透射率對比度。
　　通過有機插層剝離得到尺寸僅為5 nm的MoO3納米片，通過過濾成膜后，轉移至 ITO/PET基底上，獲得柔性的 MoO3及 MoO3/GO薄膜。電致變色測試結果表明MoO3/GO薄膜由于GO的加入導電率大大提高，因而表現(xiàn)出比MoO3薄膜更高的電流密度及更快的電致變色響應速率，其透

5、射率調制范圍也是MoO3薄膜的兩倍多，著色效率也從MoO3薄膜的68.2 cm2·C-1提高到了76.8 cm2·C-1。
　　采用一步電沉積法在ITO/PET基底上分別制得柔性的聚苯胺/MoO3、聚苯胺/WO3以及聚苯胺薄膜。電致變色性能測試復合薄膜具備更寬的光學調制范圍、更快的響應速率以及更好的循環(huán)穩(wěn)定性，尤其是MoO3/聚苯胺薄膜，其特殊的網狀多孔結構使其電致變色性能表現(xiàn)更為優(yōu)異。超電容性能與電致變色性能結果一致，也是聚苯胺