三氧化钨电致变色性能

随着房地产业的兴旺，人们对居住条件的要求也越来越多，例如窗户玻璃。据了解，我国现有的 440亿平方米的建筑，就有超过85%的用户仍然使用着保温隔热性能较差的普通单层玻璃，面对当前市场对建筑低能耗化的迫切需求， 各种节能玻璃应运而生。

为满足当前人们在不同季节和不同时段下对室内室温和采光量的不同需求，可动态调节太阳光强和热辐射量的智能窗便成为了近期研究的热点。智能窗的主要功能部件由电致变色材料构成， 它相对于光致变色材料、热致变色材料和压致变色材料等其他变色材料的优势在于可根据用户需求， 通过设计和调控电路来改变变色幅度，具有较高的主动性。

三氧化钨既是一种 n 型半导体材料， 也是一种“d⁰”氧化物，这种双重身份使其同时具备诸多特点，氧化钨的主体框架均由钨氧八面体首尾相连构成.，在空间骨架中， 由钨氧八面体所围成的孔隙可嵌入尺寸较小的阳离子， 形成钨青铜，氧化钨与钨青铜的可逆转变过程还总伴随着内部电子的转移和钨化合价的改变，从而引发变色反应， 实现对透过光的可控调节。

目前电致变色性能最佳的三氧化钨是蓝色氧化钨，着色状态下的氧化钨呈现深蓝色，由于颜色较为柔和且隔光性能较好，适用于日常家居使用。此外，晶态的蓝色氧化钨在变色后对红外也有较高的反射率。可达到与低辐射玻璃类似的隔热保温效果，从而有助于降低室内能耗. 作为一种新型功能材料，蓝色氧化钨具有生产成本低、易合成、低能耗、广视角、着色效率高、色彩对比度强、寿命长、稳定性好等诸多特点，这些都使其一度成为电致变色领域的研究热点.

掺杂是提升蓝色氧化钨光致变性能的有效途径，对蓝色氧化钨的掺杂，通常采用的大多是一些比W电负性更低或氧化能力更弱的金属元素， 如钛、钼、钒及铯。这些元素的掺入，会改变膜层的结晶度、晶粒大小和表面接触面积，一方面能在晶体内部形成均匀分布且便于离子传输的多孔隙、大通道结构，以降低迁移势垒，增大扩散系数; 另一方面粗糙的表面可增大离子传导层与氧化钨层的接触面积，为离子的嵌入和脱出提供更多的传输通道，进而提高单位时间内的离子注入量.氧化钨掺入铯元素是目前已知性能最好的光致变隔热材料。

氧化钨的光致变性能使其被广泛应用于智能窗、汽车后视镜、大面积信息显示屏等电致变色领域。未来，以氧化钨为基础材料研制的智能窗户将更加注重于对近红外波段的单独调控、与太阳能电池有效结合、通过智能电路系统的控制、实现建筑内光电和光热的良性循环与转换、 也是在未来应用中的一个热门趋势。

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