粘性电致变色氧化钨薄膜的制备

在过去的几十年里,电致变色器件受到了材料行业相关领域研究人员的极大关注。三氧化钨 (WO3) 是最常见的电致变色薄膜之一,用作智能窗户应用的电极,旨在降低建筑物的能源消耗。
 
据报道,通过在WO3中加入聚乙烯醇(PVA)制备了粘性电致变色氧化钨薄膜。 制备的薄膜在 633 nm 处表现出 77% 的优异透射率变化和 35 cm2/C 的着色效率。 PVA用作添加剂以改善其粘附性和润湿性。 WO3/PVA薄膜的制备过程如下:
 
电致变色膜图片
 
WO3纳米颗粒的直径为~10 nm。通过在室温(~20°C)下以 1000 rpm 的速度搅拌 48 小时,首先将 WO3纳米颗粒分散在去离子水中。为了制备用于薄膜制造的油墨,将 WO3 NP 悬浮液与不同量的 PVA(0-10 wt.%)混合,然后通过 7 μm 注射器过滤器过滤。
 
使用旋涂机(ACT-300Aα,Active Inc.)在 ITO/玻璃基板(尺寸:25 cm2)上沉积 WO3 NP 膜。为了提高它们的润湿性,ITO/玻璃基板在薄膜沉积之前通过等离子体处理进行亲水化处理。使用等离子清洗机(PDC-001,Harrick Plasma Inc.)对基板进行等离子处理3分钟;为此,在 1 × 10-3 Torr 范围内的低压下使用 RF 辉光放电,施加的功率为 30 W。 滴在 ITO/玻璃基板上的 WO3 墨水的接触角使用50 秒后接触角计(DMs-400,Kyowa)。特别是,由于油墨的润湿性根据 PVA 含量而变化,因此控制旋涂工艺的速度 (rpm) 以获得~1 μm 的膜厚。
 
聚乙烯醇图片
 
总之,使用不同量的 PVA 成功制备了粘性电致变色氧化钨薄膜,并旋涂在 ITO/玻璃基板上。在 K+ 离子聚合物电解质中的 WO3-1 wt.% PVA 薄膜中观察到可见光和 NIR 区域的最高光学调制。将聚乙烯醇 (PVA) 添加到 WO3 NP 油墨中以提高其对镀有氧化铟锡的玻璃基材的附着力。油墨在基材上的接触角随着 PVA 的加入而降低,表明它们具有良好的润湿性。此外,WO3 NP 薄膜在 633 nm 处表现出 77% 的优异透射率变化和 35 cm2/C 的着色效率。它们在可见光和近红外区域的光学透射率随施加的电压而变化,表明它们在电致变色器件和智能窗中的应用潜力。
 

 

 

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