三氧化鎢電致變色性能

隨著房地產業的興旺，人們對居住條件的要求也越來越多，例如窗戶玻璃。據瞭解，我國現有的 440億平方米的建築，就有超過85%的用戶仍然使用著保溫隔熱性能較差的普通單層玻璃，面對當前市場對建築低能耗化的迫切需求， 各種節能玻璃應運而生。

為滿足當前人們在不同季節和不同時段下對室內室溫和採光量的不同需求，可動態調節太陽光強和熱輻射量的智慧窗便成為了近期研究的熱點。智慧窗的主要功能部件由電致變色材料構成， 它相對於光致變色材料、熱致變色材料和壓致變色材料等其他變色材料的優勢在於可根據使用者需求， 通過設計和調控電路來改變變色幅度，具有較高的主動性。

三氧化鎢既是一種 n 型半導體材料， 也是一種“d⁰”氧化物，這種雙重身份使其同時具備諸多特點，氧化鎢的主體框架均由鎢氧八面體首尾相連構成.，在空間骨架中， 由鎢氧八面體所圍成的孔隙可嵌入尺寸較小的陽離子， 形成鎢青銅，氧化鎢與鎢青銅的可逆轉變過程還總伴隨著內部電子的轉移和鎢化合價的改變，從而引發變色反應， 實現對透過光的可控調節。

目前電致變色性能最佳的三氧化鎢是藍色氧化鎢，著色狀態下的氧化鎢呈現深藍色，由於顏色較為柔和且隔光性能較好，適用于日常家居使用。此外，晶態的藍色氧化鎢在變色後對紅外也有較高的反射率。可達到與低輻射玻璃類似的隔熱保溫效果，從而有助於降低室內能耗. 作為一種新型功能材料，藍色氧化鎢具有生產成本低、易合成、低能耗、廣視角、著色效率高、色彩對比度強、壽命長、穩定性好等諸多特點，這些都使其一度成為電致變色領域的研究熱點.

摻雜是提升藍色氧化鎢光致變性能的有效途徑，對藍色氧化鎢的摻雜，通常採用的大多是一些比W電負性更低或氧化能力更弱的金屬元素， 如鈦、鉬、釩及銫。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，一方面能在晶體內部形成均勻分佈且便於離子傳輸的多孔隙、大通道結構，以降低遷移勢壘，增大擴散係數; 另一方面粗糙的表面可增大離子傳導層與氧化鎢層的接觸面積，為離子的嵌入和脫出提供更多的傳輸通道，進而提高單位時間內的離子注入量.氧化鎢摻入銫元素是目前已知性能最好的光致變隔熱材料。

氧化鎢的光致變性能使其被廣泛應用于智慧窗、汽車後視鏡、大面積資訊顯示幕等電致變色領域。未來，以氧化鎢為基礎材料研製的智慧窗戶將更加注重於對近紅外波段的單獨調控、與太陽能電池有效結合、通過智慧電路系統的控制、實現建築內光電和光熱的良性迴圈與轉換、 也是在未來應用中的一個熱門趨勢。

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