用於製造優異電致變色器件的 MoSe2/WO3 薄膜

近年來，電致變色器件（ECD）因其獨特的透光特性而備受關注。它提供了一些潛在的應用，例如節能器、彩色玻璃和氣體傳感器。在 ECD 家族中，三氧化鎢 (WO3) 薄膜由於氫離子反應的高顏色轉移效率而被廣泛研究。因此，WO3薄膜適合作為良好的氫傳感器元件。

在該研究中，二硫化鉬 (MoSe2) 被用作製備 MoSe2/WO3 (MSW) 薄膜的導電載體，以增強 WO3 的導電性能，這可能有利於電子傳輸過程。在氧化銦錫 (ITO) 玻璃基板和柔性基板 (ITO/PET) 上開發了一種新型 MSW 薄膜。因此，MoSe2/WO3 薄膜已被製造為用於智能窗應用的出色電致變色器件 (ECD)。 MoSe2 的摻入不僅提高了 EC 性能，而且提高了開發的 ECD 10,000 次循環的穩定性。 WO3基電致變色器件的合成如下：

在單獨的燒杯中，將 Na2MoO4·2H2O (1.1 mmol) 溶解在 35 mL 蒸餾水中，並將 Se 粉末 (2.2 mmol) 溶解在 7 mL 水合肼中。隨後，將水合肼-Se溶液逐漸加入到Na2MoO4·2H2O溶液中。最後，將反應混合物轉移到內襯聚四氟乙烯（容量 100 mL）的不銹鋼高壓釜中，在烘箱中 200 °C 下加熱 14 h，然後自然冷卻。通過以 8000 rpm 離心 5 分鐘收集沉澱。然後用去離子 (DI) 水和乙醇洗滌數次以去除任何雜質或殘留物質。最終產物在真空烘箱中在 70°C 下乾燥過夜。

然後，將鎢粉(6.8g)和H2O2(31wt％在H2O中；93.2g)混合併攪拌過夜。將溶液加熱至100℃蒸發溶劑，得到淡黃色WO3粉末。隨後，製備了具有不同重量百分比（0.05、0.2 和 0.5）MoSe2 的 MoSe2/WO3 樣品（MSW）。將 WO3 (30 wt%) 分散在異丙醇和去離子水的混合物中 (比率 = 50:50) 並超聲處理 6 小時，然後將 MoSe2 (0.05 wt%) 添加到 WO3 溶液中並再超聲處理 6 小時。也以類似的方式製備具有不同重量百分比的 MoSe2（0.2 重量百分比和 0.5 重量百分比）的樣品。然後將所得溶液用於製造 MSW 薄膜。製備的含有 0.05 wt%、0.2 wt% 和 0.5 wt% MoSe2 的樣品分別標記為 MSW 0.05、MSW 0.2 和 MSW 0.5。

。使用超聲波發生器將 WO3 或 MSW 樣品 (30 wt%) 分散在水: 異丙醇 (1:1) 混合物中 6 小時。使用旋塗工藝（旋塗速度 = 5000 rpm；時間 = 30 s）清潔 ITO 玻璃基板並製備 WO3 或 MSW 樣品的薄膜。然後將在 ITO 上製造的 WO3 和 MSW 薄膜在真空烘箱中在 60°C 下退火 8 小時。還在不同的退火溫度（100°C 和 150°C）下製備了 ITO 襯底上的 MSW 0.05 薄膜，以研究退火溫度的影響。

為了製造 ECD，將 500 μL 電解質（10 wt%）溶液（在碳酸丙烯酯中含有 0.05 M 二茂鐵和 0.5 M 高氯酸鋰）滴鑄在 MSW 塗層的 ITO 玻璃上。其他 ITO 玻璃放置在 MSW 塗層的 ITO 玻璃基板上。為了密封，在兩個 ITO 玻璃基板之間添加 surlyn 膠帶 (2 × 2 cm2) 並在 100°C 下加熱 30 分鐘。基於 ITO/PET 的柔性 ECD 也在類似條件下製造。

總之，MoSe2/WO3 薄膜已被製造為用於智能窗戶應用的優異電致變色器件 (ECD)。 MSW 0.05 合成的 ECD 顯示出更高的著色效率 (62 cm2 C-1)，施加的電位範圍為 0 到 -1.5 V。隨後，基於氧化銦錫 (ITO) 和 MSW 0.05 的 ECD 顯示出優異的電致變色性能和10,000 次循環的穩定性。

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