如何提升三氧化鎢電致變色性能

三氧化鎢既是一種 n 型半導體材料， 也是一種“d⁰”氧化物，這種雙重身份使氧化鎢同時具有催化、光學和電學特性，使其成為智慧窗戶、電子封裝、二次鋰電池、氣體感測器等工業製造的基礎材料。

從20世紀70年代中期到80年代初期，對三氧化鎢電致變色性能的研究大多集中在電子顯示器件上，但由於受到其較低的顏色轉換速率的限制，在此之後，研究目光逐漸轉向智慧窗等新興領域 雖然後者對於變色回應時間的要求不及顯示器件苛刻，但直到現在這仍然是被廣泛關注的研究重點。

目前對三氧化鎢電致變色材料的市場化應用多局限在諸如自動防眩汽車後視鏡、飛機舷窗等小尺寸產品領域，欲實現其在建築幕牆領域的大面積廣泛使用，就需要在製備工藝、成本控制、耐候性、迴圈壽命等諸多方面實現較大的改進。在氧化鎢中摻入鋰元素，以鋰離子為傳導媒介所構成的純固態電致變色器件可實現對環境耐久性和化學穩定性的大幅改善，此外，還有摻雜鈦、鉬、釩等. 這些元素的摻入，會改變膜層的結晶度、晶粒大小和表面接觸面積，進而提高單位時間內的離子注入量。因此氧化鎢作為一種純固態無機電致變色材料，被認為是在未來最有可能廣泛應用於大面積建築幕牆的新型節能材料。

除摻雜外，納米結構的引入是另一種可有效提升三氧化鎢變色性能的方法，近些年來，採用納米技術，通過對結構的調整來提升變色性能的方法已日益成熟，從而促使對藍色氧化鎢的研究又被重新引向結構更為緻密、穩定，但變色性能卻相對較差的晶態結構上來。常採用的多為納米晶或具有納米孔隙的晶態結構， 如納米棒、納米線和納米管等. 其原理與摻雜似， 納米網狀晶體的粗糙表面和其內部密集的孔隙有利於增加傳輸通道，加快離子擴散以及縮短遷移路徑，從而達到提升氧化鎢變色性能的目的. 同時，緻密且穩固的晶態結構還可保證在具有良好化學穩定性的同時， 有效扼制電致變色層向離子傳導層的溶解損耗現象，延長器件的使用壽命。

儘管近些年來在多孔隙納米晶態氧化鎢的製備研究上已做出了不少努力，但目前市場仍多以合成技術相對更為成熟的非晶態氧化鎢為主. 因而在改進變色性能的同時，還應考慮到後期對這種多孔狀納米晶態薄膜的批量化生產和大規模應用，成本的控制和工藝的簡化也是不可或缺的關鍵要求。

• < 上页
• 下页 >