钨氧化物在电致变色电极中的应用

以往关于钨氧化物在电致变色电极中的应用的研究大多集中在提高其在可见光光谱领域的电致变色性能,而忽略了近红外(NIR)和红外(IR)光谱领域的电致变色性能。同时,前人的研究对象主要集中在可见光区域获得具有更宽的光调制幅度、更短的响应时间和更高的着色效率的WO3导电膜。为了实现这些目标,涉及到获得纳米结构的氧化钨、多孔结构的氧化钨和掺杂的氧化钨的研究得以广泛开展。

测量基于WO3-PH1000的ECD对太阳热的调制能力的实验装置图片

例如,Khoo的研究小组生产了氧化钨纳米棒,其漂白反应时间明显缩短到4.5秒。Kondalkar等合成了氧化钨纳米砖,拥有快速的反应,着色时间和漂白时间分别为6.9和9.7秒。

Bhosale等在HCl-蚀刻的ITO衬底上得到了WO3纳米花薄膜,其着色效率和循环稳定性也得到了高度提升。此外,氧化钨量子点、纳米线阵列、纳米束、纳米片、纳米片、纳米树和纳米颗粒-纳米棒混合结构已经被生产和测试,具有增强的EC性能。掺入适量的其他元素的钨氧化物可以对电致变色(Electrochromic, EC)性能产生建设性的影响,因为引入的缺陷、形态和薄膜的结构变化可以调整钨氧化物的结晶,并提供更多的离子存储位点。Peng等得到的Ti掺杂的WO3薄膜,在200次CV循环后比纯WO3的衰减更小。Koo等在WO3薄膜中加入铁。

研究表明,WO3薄膜不仅能很好地控制可见光的透过率,而且能控制近红外和红外光的透过率,所以温度可以动态调节,因为红外光是太阳热量的主要来源。研究人员Jian等报道,WO3/PEDOT: PSS(聚(3,4-亚乙二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)。)智能窗可以有效地减少穿过它的热量。

掺入不同材料的WO3薄膜的改善情况图片

参考文献:Han W, Shi Q, Hu R. Advances in electrochemical energy devices constructed with tungsten oxide-based nanomaterials[J].《纳米材料》, 2021, 11(3): 692.

 

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