氧化钨在全固态电致变色器件的应用

近日，中国科学院上海硅酸盐研究所曹逊研究员等人首次提出利用质子中继式传输在三氧化钨（WO3）电致变色材料中实现了高着/褪色比的快速切换，幷成功制备出超快响应速度的全固态电致变色器件，进而突破了响应速度慢导致的应用局限。

全固态电致变色器件的工作原理是通过对器件施加电压来调节太阳辐射的透射率，可用来制造智能窗户和电子器件。不过，由于现有的变色器件的响应速度较慢，严重制约了它在一些领域的应用。

为了解决上述的问题，研究人员就开发了以氧化铟锡（ITO）为导电极、氧化钨为电致变色材料、有机物（PEDOT:PSS）为固态质子源，幷插入一层Na+离子源的电致变色器件。该电致变色器件在着色过程中具有高着/褪色对比度、超快的响应速度、良好的着色效率和出色的循环稳定性。

氧化钨是目前应用最广泛的电致变色材料。在电致变色过程，它主要是基于钨元素的可逆变价以及阳离子（H+，Li+，Na+，Al3+等）的可逆嵌入和脱出来实现。相对于其他的阳离子来说，质子（H+）具有更小的离子半径和更快的迁移速度，所以在电致变色的脱嵌过程中具有明显优势。但是，质子往往存在于液体电解质中而无法很好地集成在固态电致变色器件中。

所以，研究人员就引入可实现质子快速迁移的PEDOT:PSS作为固态质子源，幷与WO3材料设计成电致变色器件。研究发现，在5/8 s的短脉冲刺激下该器件能有效地着色和褪色，但是受限于有限的质子供应，其变化仅为约15%，所以不能体现器件的全部性能。基于此，研究者就插入了一层Na+离子源，其可以促进质子高效释放。

该研究成果以All-solid-state proton-based tandem structures for fast-switching electrochromic devices为题发表于Nature Electronic上。

• < 上页
• 下页 >