基于V2O5的電致變色薄膜及柔性大面積電致變色器件研究.pdf

1、電致變色是薄膜材料在電化學(xué)氧化/還原反應(yīng)過程中其光譜透過率或者反射率發(fā)生可逆變化的現(xiàn)象。電致變色器件在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，它具有便攜、低能耗、可智能控制等優(yōu)點，其應(yīng)用可以節(jié)約大量寶貴的能源以及增加人們?nèi)粘Ｉ畹氖孢m度、安全性。
　　五氧化二釩（V2O5）作為常見的電致變色材料在過去幾十年得到了廣泛關(guān)注。然而V2O5作為電致變色薄膜具有性能不足，如電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性較差、薄膜電導(dǎo)率較低、鋰離子擴散系數(shù)小等，這些缺陷使V2O5薄膜在

2、電致變色領(lǐng)域的應(yīng)用受到了極大的限制?；诖吮疚木腿绾胃纳?V2O5薄膜電致變色性能進行了研究工作。同時本文也對電致變色器件進行了應(yīng)用性探索，主要是基于聚苯胺（PANI）薄膜的柔性大面積電致變色器件的封裝、光電性能測試。具體研究工作內(nèi)容如下：
　　1．本文通過結(jié)合化學(xué)浴沉積氧化鎳（NiO）薄膜以及電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積V2O5兩種薄膜制備方法，成功獲得了NiO/V2O5納米多孔電致變色復(fù)合薄膜。研究結(jié)果表明，NiO/V2O5復(fù)合薄膜在

3、1.5 V、0.6 V和-0.9 V三種電位下分別顯示橙黃色、黃綠色和灰藍(lán)色，其循環(huán)穩(wěn)定性較V2O5有明顯的提升，薄膜光譜透過率調(diào)制范圍更大（35％，776 nm），V2O5與NiO復(fù)合提高了其電致變色著色效率（30.6 cm2/C，776 nm）。復(fù)合薄膜性能提升的主要原因是由于NiO納米片多晶基底的引入增強了V2O5的薄膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而促進了鋰離子在注入/抽出電致變色薄膜過程。
　　2．通過水熱法制備了二氧化鈦（TiO2）納

4、米棒陣列薄膜，在此基礎(chǔ)上用電化學(xué)沉積的方法成功制備了沉積有不同厚度V2O5的三種TiO2/V2O5納米多孔電致變色復(fù)合薄膜。研究結(jié)果表明TiO2@4-V2O5復(fù)合薄膜在1.5 V、0.6 V和-0.8 V的電位下分別顯示橙黃色、黃綠色和灰藍(lán)色，與V2O5薄膜基本一致，但其具有更佳的循環(huán)穩(wěn)定性，更寬的光譜透過率調(diào)至范圍（50%，780 nm），以及更高的著色效率（28 cm2/C，780 nm）。究其主要原因是由于TiO2/基底薄膜的納米