氧化钨薄膜光致变色应用

氧化钨的光致变色特性在光信息存储、光调控、光开关、光学器件材料、光信息基因材料等领域具有广阔的应用前景。目前利用氧化钨光致变色特性已经设计制造出了不少实际应用的器件，如可用于分解水的WO3/TiO2复合太阳能电池，同时具有光致变色电致变色特性的智能窗等。

光学记录和图像存储
利用光致变色化合物受不同强度和波长光照射时可反复循环变色的特点，可以将其制成计算机的记忆存储元件，实现信息的记忆与消除过程。其记录信息的密度非常大，而且抗疲劳性能好，能快速写入和擦除信息。非晶态的 WO3在被 KrF 受激准分子激光器产生的波长为 248 nm 的激光照射下会变成紫色，再被Nd-Y-Al 石榴石激光器产生的波长为 1.06 μm 的激光照射又可以变成无色。研究还发现，利用 WO3在退火过程中光学特性发生变化的特性制作的一次性写入式光学记录盘，其数据最大存储密度可达 25 GB。此外 WO3在紫外光照射下变蓝的光敏特性可用于自显影全息记录照相。在透明胶片上涂上一层很薄的WO3薄膜，其对可见光不感光，在紫外光的照射下变成有色影像。这种成像方法分辨率高，不会发生操作误差，而且影像可以反复录制和消除。

光学禁带宽度可调的光子晶体
光子晶体是介电常数在空间呈周期性排列形成的人工结构。与普通晶体一样，光子晶体的周期排列具有能带结构，光子能带之间可能存在光子带隙或光子禁带。光子带隙或禁带是指一个频率范围，在这个频率范围里的电磁波不能在这个光子晶体里传播，而频率位于能带里的电磁波则能在光子晶体里几乎无损地传播。带隙的宽度和位置与光子晶体的介电常数比值有关系。WO3在光的照射下或电场的作用下其介电常数可以大范围连续改变，因此用氧化钨在聚苯乙烯模板上制作的反蛋白石结构的光子晶体可以更加有效的调控光路。

染料敏化太阳能电池
染料敏化太阳能电池(DSSC)是指以染料敏化多孔纳米结构薄膜为光阳极，根据光生伏特原理，将太阳能直接转换成电能的一种半导体光电器件。光电转换效率和作为光阳极薄膜的禁带宽度有很大关系，一般选取禁带宽度为 3.2 eV 的 TiO2作为光阳极薄膜。WO3具有跟 TiO2类似的能带结构，只是其禁带宽度相对较小，但是染料敏化氧化钨太阳能电池产生的电能足以驱动利用氧化钨电致变色薄膜变色特性制作的智能窗、显示器等电致变色装置。而且这样同时利用氧化钨的光致变色-电致变色特性的装置在结构上相对简单，绿色环保。


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