基於三氧化鎢薄膜製備電致變色器件

在過去的幾十年裡，電致變色器件受到了材料行業相關領域研究人員的極大關注。電致變色是材料在低電場下的光學性質（如吸光度和透射率）的可逆變化。電致變色器件具有廣泛的應用，包括反射式顯示器、智能窗、信息顯示器和電致變色紙。

三氧化鎢 (WO3) 被認為是一種極好的 EC 材料。然而，其穩定性差和開關時間慢等缺點限制了其大規模應用。儘管無定形 WO3 薄膜已表現出良好的光學性能和高著色效率，但它們仍然存在電致變色重複性差、響應時間較長和穩定性差的問題。基於氧化鎢薄膜製備了智能玻璃電致變色器件，三氧化鎢薄膜表現出良好的光學調製和高電致變色性能。 WO3薄膜基電致變色器件的合成步驟如下：

鎢酸銨水合物 ((NH4)6W12O39.xH2O, Alfa Aesar) 和草酸 (C2H2O4, Merck) 分別用作氧化劑和燃料。根據方程式中給出的反應，氧化劑與燃料之比 (O/F) 保持在 1。 (1)稱取水合氧化鎢銨6.08g和草酸2.27g。將這兩種化學品溶解在 15ml 蒸餾水中。然後，將兩種溶液混合併磁力攪拌15分鐘。使用加熱套在 300°C 下引發燃燒反應。幾秒鐘內，反應完成，合成的粉末用乙醇洗滌數次。過濾後，將粉末在 80°C 下乾燥過夜。由於反應的爆炸性，獲得的粉末量小於理論值。

為了比較，在相同條件下對商業氧化鎢粉末（純度 99.8%，Alfa Aesar）和合成的 WO3 粉末進行以下步驟以獲得薄膜。 SCS-WO3 和 C-WO3 粉末分別用直徑為 1 cm 和厚度為 0.14 cm 的顆粒製備，然後在 850°C 下燒結 8 小時。 ITO（氧化銦錫）和康寧玻璃基板的清洗程序在丙酮、去離子水、酒精和去離子水中進行超聲波清洗。每個步驟包括 10 分鐘。在 WO3-x 薄膜的基底上沉積了兩種通過銅舟電子束蒸發製備的顆粒。在蒸發過程中，真空度約為8.2×10-6 Torr。鍍膜過程中，基板保持在室溫，沉積速率為2Å/s。

綜上所述，基於三氧化鎢薄膜製備了智能玻璃電致變色器件，三氧化鎢薄膜表現出良好的光學調製和高電致變色性能。發現電子束蒸發的SCS-WO3薄膜呈現非晶、均質、均勻的結構，並具有高效電致變色性能（550nm處ΔT=68%，CE=60cm2/C）和C-WO3薄膜(ΔT= 58% at 550nm and CE=44cm2/C) 具有高著色效率和光透射調製。此外，兩個樣品在±1V 開關週期內還顯示出快速的著色和漂白速度。然後，使用 Nafion 電解質製造基於 SCS-WO3 的全固態 ECD（ΔT=63% at 550nm 和 CE=97cm2/C）。未來，創新的SCS-WO3薄膜可直接廣泛應用於節能智能顯示應用。

• < 前一頁
• 下一個 >