氧化鎢薄膜的磁控濺射法制備及其電致變色性能研究.pdf

1、電致變色材料及器件在節(jié)能窗、變色車窗、軍事防偽等方面均有著廣闊的應(yīng)用前景，在無機(jī)變色器件中常選擇氧化鎢作為主變色材料，但大多數(shù)研究集中在氧化鎢致色材料某一單方面性能的研究如致色效率的提高，而對循環(huán)壽命、光學(xué)調(diào)制幅度、響應(yīng)時(shí)間等綜合性能關(guān)注較少。本文用磁控濺射法制備氧化鎢薄膜，探討了工藝參數(shù)對電致變色性能的影響。得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　1、當(dāng)氧氬流量比比值由0.1增加至0.2時(shí)，薄膜中鎢元素為+6價(jià)，電致變色性能顯著改善：著色效率

2、達(dá)到36 cm2/C，ΔTVIS增至62％，褪色時(shí)間58 s。隨氧含量的增加，氧氬流量比比值由0.2進(jìn)一步增加至0.86時(shí)，褪色時(shí)間進(jìn)一步縮短為27 s。
　　2、當(dāng)沉積氣壓由1.0 Pa提高至2.4 Pa時(shí)，著色效率由5.70 cm2/C提高至37.4 cm2/C，ΔTVIS由4.80%提高至63%，褪色時(shí)間由122 s減少為27 s。
　　3、當(dāng)薄膜厚度由150 nm依次增加至300 nm、600 nm時(shí)，可見光光學(xué)調(diào)制

3、幅度得以提高，但同時(shí)褪色時(shí)間也進(jìn)一步增加，因此最佳膜厚為300 nm左右。
　　4、當(dāng)基片溫度由室溫提高至100℃后，氧化鎢薄膜的循環(huán)壽命有較大的改善。在電解質(zhì)溶液中循環(huán)掃描時(shí)，首次循環(huán)的光學(xué)調(diào)制幅度為42.4%，在循環(huán)3000次后，光學(xué)調(diào)制幅度為27.3%，保持初始值的64.5%（550 nm波長處）。
　　5、隨著注入電荷量增加，光學(xué)調(diào)制幅度隨之增加；當(dāng)注入電荷量增加至一定值時(shí)光學(xué)調(diào)制幅度接近飽和，變化不太明顯。氧氬比比

4、值為0.2～0.86，在注入電荷量Q為10 mC/cm2時(shí)：可見光平均光學(xué)調(diào)制幅度為40%～45%左右。注入電荷量Q為20 mC/cm2時(shí)：可見光平均光學(xué)調(diào)制幅度為57%左右。因此最佳的注入電荷量在10～20 mC/cm2范圍。
　　6、在氧化鎢薄膜層上制備得到的60 nm左右的氧化硅電解質(zhì)層具有較好的離子電導(dǎo)性，并經(jīng)過100次CV循環(huán)后仍具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　7、制備了少量摻鈦的V2O5對電極膜層，陽極致色可見光波段