电致变色材料稳定性的研究及器件组装方法的探索

发布时间：2023-12-09 16:17

　　电致变色是指材料颜色在外电压的驱动下发生可逆性改变的现象。电致变色器件呈“三明治”结构,由工作电极和对电极以及其中的电解质层组成。其中工作电极由电致变色材料构成,起主要变色作用;对电极主要存储传输离子。二者的匹配以及稳定性直接影响着电致变色器件的产品应用。电致变色材料主要包括有机电致变色材料和无机电致变色材料。有机类聚噻吩及其衍生物由于具有变色响应时间快,透过率窗口大以及颜色可调控的优点,成为一种重要的有机电致变色材料;聚3,4-(2,2-二甲基丙烯二氧基)噻吩(PProDot-Me2)作为一种p型电致变色材料,主要是由于阴离子(如[ClO4]-)的迁入和迁出,与高分子复合,发生可逆的氧化还原反应,实现变色。但我们在对其循环稳定性测试时发现,经过2 000次循环后,循环电流下降至初始值的36.6%。对其微观形貌观(SEM)和薄膜组分(XPS)进行表征发现,随着循环的进行,薄膜形貌逐渐从疏松的网状纤维结构转变为致密的平面结构,另外,薄膜表面出现了 Cl和Li元素。我们提出了 PProDot-Me2稳定性机理。在[ClO4]迁迁入和迁出的过程中,部分离子与高分子发生了不可逆的结合,形成[P...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 电致变色材料与器件的发展
    1.3 电致变色器件的组成
        1.3.1 电致变色层
        1.3.2 离子存储层
        1.3.3 离子导电层
    1.4 电化学聚合方法
    1.5 电致变色性能表征
        1.5.1 紫外-可见-红外光谱扫描法
        1.5.2 着色效率
        1.5.3 循环寿命
        1.5.4 响应时间
    1.6 测量仪器与设备
    1.7 电致变色器件的应用
    1.8 本文设计思路
    参考文献
第2章 聚3,4-(2,2-二甲基丙烯二氧基)噻吩稳定性研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 聚3,4-(2,2-二甲基丙烯二氧基)噻吩薄膜制备
    2.3 结果与分析
        2.3.1 PProDot-Me₂薄膜的制备
        2.3.2 PProDot-Me₂薄膜的电化学性质和光学性质
        2.3.3 PProDot-Me₂薄膜的稳定性
        2.3.4 PProDot-Me₂薄膜的衰减机理
        2.3.5 PProDot-Me₂薄膜稳定性的优化
    2.4 本章小结
    参考文献
第3章 Mn掺杂V₂O₅对电极复合薄膜稳定性的提高
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 矾溶液的配制
        3.2.3 V₂O₅薄膜的制备
        3.2.4 Mn掺杂V₂O₅薄膜的制备
    3.3 结果与分析
        3.3.1 Mn-V₂O₅结构分析
        3.3.2 Mn-V₂O₅形貌分析
        3.3.3 Mn-V₂O₅电化学和光学性质分析
        3.3.4 Mn-V₂O₅稳定性分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第4章 一种新型高强、高粘、高导固态电解质的研发
    4.1 引言
    4.2 实验与结果
        4.2.1 QSPE电导率研究
        4.2.2 QSPE光学性质的研究
        4.2.3 QSPE-PVB复合聚合物电解质
        4.2.4 PVB结构复合前后电解质性质对比
        4.2.5 全固态电致变色器件的制备
    4.3 本章小结
    参考文献
第5章 内部聚合制备大尺寸异形电致变色器件
    5.1 引言
    5.2 实验与结果
        5.2.1 “内部聚合”聚合电压优化
        5.2.2 “内部聚合”制备电致变色器件
        5.2.3 “内部聚合”电致变色器件性能
        5.2.4 大尺寸异形电致变色器件制备
    5.3 本章小结
    参考文献
课题总结与展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3871799