钴离子掺杂三氧化钨电致变色薄膜的研究及多种对电极在电致变色器件中的应用
发布时间：2022-01-14 23:26
电致变色（Electrochromism,EC）是指材料在外加电场的作用下其光学属性（透过率,吸收率或反射率）发生稳定的、可逆的变化,宏观表现为材料自身颜色或透明度的改变。以电致变色材料组装而成的智能器件我们称为电致变色器件,此类器件与一般的电化学电池结构类似,为层状结构,主要包含核心的电致变色层,以及离子储存层和电解质层。这类器件可选择性地对光线进行调节,因而被广泛应用在智能窗,防眩目后视镜和航空舷窗等方面。在电致变色层中,三氧化钨（WO3）和聚噻吩衍生物由于其较高的光学调制能力和电化学稳定性而被广泛研究。WO3由于制备工艺的不同,分为结晶和非晶两种,普遍认为,非晶的光学调制能力要优于结晶的WO3,因而如何提升晶态WO3的电致变色性能一直是研究者们的重点之一。但从已有的报道来看,性能的提升还只能在半径较小的阳离子（氢离子）中才能体现,这也制约了薄膜的下一步应用。此外,在电致变色器件中,离子存储层即对电极在电致变色器件的作用至关重要,它将直接影响器件的性能和器件的运作方式,而以现在研究的最多的对电极例如NiO,V2O5等所组装的器件在稳定性方面均存在一定的不足。因此,本文将从这两方面着...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?ＮｉＯ的晶体结构示意图??但由于ＮｉＯ中总是会有过多的Ｏ原子存在，导致ＮｉＯ中Ｎｉ原子和Ｏ原子??的化学计量比并非１：１，形成Ｎｉ的空位缺陷，这也使得ＮｉＯ是一种Ｐ型半导体，??
?第１章绪论???參??ｉｍ?ｔｈ？?ｐｉａｎｏ?ｏｆ?ｔｈ＊?ｐ？９？）??？?Ｏｘｙｇｅｎ?ａｔｏｍｓ??图１．３?Ｗ０３正八面体结构示意图以及各个原子的分布位置??非晶的Ｗ０３也是由八面体共享顶点或边的形式存在，但其结构无序，较为??松散，具有更大的隧道尺寸，这也表示非晶的Ｗ０３具有更多的反应位点和迁移??速率，使得非晶态的Ｗ０３电致变色更为优异。??，ｂ，??＃??图１．４立方、正交和六方晶型的三氧化钨晶格构成示意图??（２）三氧化钼??Ｍｏ０３与Ｗ０３类似，其结构也是由中心为Ｍｏ原子，顶点为０原子构成的??扭曲的八面体构成，晶格堆积方式也是通过共享顶点和边的形式，Ｗ〇３中应用??的变色机理原理在Ｍｏ０３中也适用，都是通过离子半径较小的阳离子进入隧道内??同时吸纳电子进行变色。＾３５］颜色可由无色变至蓝灰色，响应时间较短。虽在结??构上相似，但电致变色性能在循环稳定性和电化学可逆性上不如Ｗ０３优异。目??前来说主要通过掺杂的方式来对其性能进行改进，来完善其较差的电化学可逆性??和循环稳定性，使其能够得到进一步发展。??（３）二氧化钛??Ｔｉ０２已经在多个领域被广泛应用，在光电领域尤甚。Ｉ％３８］因其简便的制备??方法、较高的电化学稳定性、较强的机械性能以及较大的离子存储能力，在电致??变色领域也有相应的研究。常温下Ｔｉ０２的存在形式一般为晶红石、锐钛矿和板??钛矿典型结构，其中晶红石和锐钛矿型己被报道表现出电致变色性能，且锐钛矿??６??
?第１章绪论???參??ｉｍ?ｔｈ？?ｐｉａｎｏ?ｏｆ?ｔｈ＊?ｐ？９？）??？?Ｏｘｙｇｅｎ?ａｔｏｍｓ??图１．３?Ｗ０３正八面体结构示意图以及各个原子的分布位置??非晶的Ｗ０３也是由八面体共享顶点或边的形式存在，但其结构无序，较为??松散，具有更大的隧道尺寸，这也表示非晶的Ｗ０３具有更多的反应位点和迁移??速率，使得非晶态的Ｗ０３电致变色更为优异。??，ｂ，??＃??图１．４立方、正交和六方晶型的三氧化钨晶格构成示意图??（２）三氧化钼??Ｍｏ０３与Ｗ０３类似，其结构也是由中心为Ｍｏ原子，顶点为０原子构成的??扭曲的八面体构成，晶格堆积方式也是通过共享顶点和边的形式，Ｗ〇３中应用??的变色机理原理在Ｍｏ０３中也适用，都是通过离子半径较小的阳离子进入隧道内??同时吸纳电子进行变色。＾３５］颜色可由无色变至蓝灰色，响应时间较短。虽在结??构上相似，但电致变色性能在循环稳定性和电化学可逆性上不如Ｗ０３优异。目??前来说主要通过掺杂的方式来对其性能进行改进，来完善其较差的电化学可逆性??和循环稳定性，使其能够得到进一步发展。??（３）二氧化钛??Ｔｉ０２已经在多个领域被广泛应用，在光电领域尤甚。Ｉ％３８］因其简便的制备??方法、较高的电化学稳定性、较强的机械性能以及较大的离子存储能力，在电致??变色领域也有相应的研究。常温下Ｔｉ０２的存在形式一般为晶红石、锐钛矿和板??钛矿典型结构，其中晶红石和锐钛矿型己被报道表现出电致变色性能，且锐钛矿??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]银纳米线基透明导电薄膜研究进展[J]. 杨星,杜得喜,谢辉,王悦辉,李晶泽. 稀有金属材料与工程. 2019(05)
[2]Inorganic electrochromic materials based on tungsten oxide and nickel oxide nanostructures[J]. Dongyun Ma,Jinmin Wang. Science China（Chemistry）. 2017(01)
[3]SiO2@PANI光子晶体的制备及电致变色性能研究[J]. 梁飞跃,李昕,赵宁,徐坚. 高分子学报. 2014(06)
[4]苯并噻二唑类有机太阳能电池材料研究进展[J]. 和平,李在房,侯秋飞,王艳玲. 有机化学. 2013(02)
[5]有机噻吩类衍生物作为电致变色材料[J]. 腊明,刘平,邓文基. 化学进展. 2009(06)
[6]Recent Progress of Counter Electrodes in Nanocrystalline Dye-sensitized Solar Cells[J]. Kexin LI Zhexun YU Yanhong LUO Dongmei LI Qingbo MENG Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics,Institute of Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China. Journal of Materials Science & Technology. 2007(05)
[7]Electrochromic Properties of Sputtered Ti-Doped WOa Films[J]. 胡远荣,王丽阁,李国卿. Plasma Science and Technology. 2007(04)
本文编号：3589425
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２?ＮｉＯ的晶体结构示意图??但由于ＮｉＯ中总是会有过多的Ｏ原子存在，导致ＮｉＯ中Ｎｉ原子和Ｏ原子??的化学计量比并非１：１，形成Ｎｉ的空位缺陷，这也使得ＮｉＯ是一种Ｐ型半导体，??
?第１章绪论???參??ｉｍ?ｔｈ？?ｐｉａｎｏ?ｏｆ?ｔｈ＊?ｐ？９？）??？?Ｏｘｙｇｅｎ?ａｔｏｍｓ??图１．３?Ｗ０３正八面体结构示意图以及各个原子的分布位置??非晶的Ｗ０３也是由八面体共享顶点或边的形式存在，但其结构无序，较为??松散，具有更大的隧道尺寸，这也表示非晶的Ｗ０３具有更多的反应位点和迁移??速率，使得非晶态的Ｗ０３电致变色更为优异。??，ｂ，??＃??图１．４立方、正交和六方晶型的三氧化钨晶格构成示意图??（２）三氧化钼??Ｍｏ０３与Ｗ０３类似，其结构也是由中心为Ｍｏ原子，顶点为０原子构成的??扭曲的八面体构成，晶格堆积方式也是通过共享顶点和边的形式，Ｗ〇３中应用??的变色机理原理在Ｍｏ０３中也适用，都是通过离子半径较小的阳离子进入隧道内??同时吸纳电子进行变色。＾３５］颜色可由无色变至蓝灰色，响应时间较短。虽在结??构上相似，但电致变色性能在循环稳定性和电化学可逆性上不如Ｗ０３优异。目??前来说主要通过掺杂的方式来对其性能进行改进，来完善其较差的电化学可逆性??和循环稳定性，使其能够得到进一步发展。??（３）二氧化钛??Ｔｉ０２已经在多个领域被广泛应用，在光电领域尤甚。Ｉ％３８］因其简便的制备??方法、较高的电化学稳定性、较强的机械性能以及较大的离子存储能力，在电致??变色领域也有相应的研究。常温下Ｔｉ０２的存在形式一般为晶红石、锐钛矿和板??钛矿典型结构，其中晶红石和锐钛矿型己被报道表现出电致变色性能，且锐钛矿??６??
?第１章绪论???參??ｉｍ?ｔｈ？?ｐｉａｎｏ?ｏｆ?ｔｈ＊?ｐ？９？）??？?Ｏｘｙｇｅｎ?ａｔｏｍｓ??图１．３?Ｗ０３正八面体结构示意图以及各个原子的分布位置??非晶的Ｗ０３也是由八面体共享顶点或边的形式存在，但其结构无序，较为??松散，具有更大的隧道尺寸，这也表示非晶的Ｗ０３具有更多的反应位点和迁移??速率，使得非晶态的Ｗ０３电致变色更为优异。??，ｂ，??＃??图１．４立方、正交和六方晶型的三氧化钨晶格构成示意图??（２）三氧化钼??Ｍｏ０３与Ｗ０３类似，其结构也是由中心为Ｍｏ原子，顶点为０原子构成的??扭曲的八面体构成，晶格堆积方式也是通过共享顶点和边的形式，Ｗ〇３中应用??的变色机理原理在Ｍｏ０３中也适用，都是通过离子半径较小的阳离子进入隧道内??同时吸纳电子进行变色。＾３５］颜色可由无色变至蓝灰色，响应时间较短。虽在结??构上相似，但电致变色性能在循环稳定性和电化学可逆性上不如Ｗ０３优异。目??前来说主要通过掺杂的方式来对其性能进行改进，来完善其较差的电化学可逆性??和循环稳定性，使其能够得到进一步发展。??（３）二氧化钛??Ｔｉ０２已经在多个领域被广泛应用，在光电领域尤甚。Ｉ％３８］因其简便的制备??方法、较高的电化学稳定性、较强的机械性能以及较大的离子存储能力，在电致??变色领域也有相应的研究。常温下Ｔｉ０２的存在形式一般为晶红石、锐钛矿和板??钛矿典型结构，其中晶红石和锐钛矿型己被报道表现出电致变色性能，且锐钛矿??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]银纳米线基透明导电薄膜研究进展[J]. 杨星,杜得喜,谢辉,王悦辉,李晶泽. 稀有金属材料与工程. 2019(05)
[2]Inorganic electrochromic materials based on tungsten oxide and nickel oxide nanostructures[J]. Dongyun Ma,Jinmin Wang. Science China（Chemistry）. 2017(01)
[3]SiO2@PANI光子晶体的制备及电致变色性能研究[J]. 梁飞跃,李昕,赵宁,徐坚. 高分子学报. 2014(06)
[4]苯并噻二唑类有机太阳能电池材料研究进展[J]. 和平,李在房,侯秋飞,王艳玲. 有机化学. 2013(02)
[5]有机噻吩类衍生物作为电致变色材料[J]. 腊明,刘平,邓文基. 化学进展. 2009(06)
[6]Recent Progress of Counter Electrodes in Nanocrystalline Dye-sensitized Solar Cells[J]. Kexin LI Zhexun YU Yanhong LUO Dongmei LI Qingbo MENG Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics,Institute of Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China. Journal of Materials Science & Technology. 2007(05)
[7]Electrochromic Properties of Sputtered Ti-Doped WOa Films[J]. 胡远荣,王丽阁,李国卿. Plasma Science and Technology. 2007(04)
本文编号：3589425
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3589425.html