全固态电致变色器件工艺技术研究

提出一种新型结构与材料的全固态电致变色器件 ,及其氢化技术和制作工艺。在实验室中研制出 2cm× 2cm可重复转换、性能优良的电致变色器件 ,为大面积电致变色器件连续自动生产线的研制作了必要的技术准备。

ZAO/WO3/PAMPS/ZAO全固态电致变色薄膜器件的制备和性能研究

采用直流反应磁控溅射法制备ZAO薄膜和WO3薄膜,PAMPS-Li+作为离子储存层和离子导电层,ZAO薄膜作为对电极,制备成ZAO/WO3/PAMPS/ZAO电致变色器件。运用XRD、SEM、可见分光光度计、伏安特征曲线分别对薄膜的晶体结构、成分、微观表面形貌、透射光谱特性及电致变色性能进行分析,探讨了WO3薄膜的电致变色性能和微观结构之间的关系。结果表明:PAMPS-Li+离子胶体是一种很好的离子储存层和离子导电层。实验中全固态电致变色薄膜器件在可见光范围内着色态和褪色态平均透光率差值高达50%以上。

全固态聚苯胺-二氧化钛电致变色器件的制备

以聚苯胺(PANI)为电致变色材料,分别制备了对称结构(SSECD,ITO||PANI||电解质||PANI||ITO)和非对称结构(ASECD,ITO||PANI||电解质||TiO2||ITO)的全固态电致变色器件。TiO2薄膜的制备采用提拉法,经500℃处理后得到锐钛矿结构,所得薄膜由粒径10～20 nm的TiO2颗粒组成,厚度约为200 nm,循环伏安曲线显示其具有良好的电荷储存能力。通过光谱电化学对比研究发现,ASECD的最大透射率差值(光学对比度)△Tmax为43.3%,比SSECD增大几乎一倍,显示出黄(-1.4 V)、绿(0 V)、蓝(1.4 V)三色变化,且具有更快的着褪色响应速度(0.8s),可进行实用开发。

烯烃取代的紫罗精合成及全固态电致变色器件

合成了2种烯烃取代的紫罗精分子,通过核磁、红外和紫外测试技术对其结构进行了确证。循环伏安表明,它们都有2个明显的可逆氧化还原峰;并以PEO胶体聚电解质为离子导电层组装出了基于所合成化合物,低能耗、无辐射的全固态电致变色器件,总厚度约2.35mm,同溶液型电致变色器件相比较,全固态化可以提高器件在变色-褪色和开路延时记忆等方面的性能,且固态电致变色器件制作工艺相对简单,便于规模化生产。经优化后制作的电致变色器件施加1.1～3V的电压可产生明显的蓝色或紫色,断电后开路延时记忆可以达到3d。实验测试出大多数器件响应时间小于50ms,循环次数在百万次以上,主要性能指标已经达到电子墨水的显示要求。

聚苯胺-普鲁士蓝全固态电致变色器件的制备及特性

电沉积法制备的聚苯胺-普鲁士蓝(PANI-PB)电致变色层与KCl掺杂的聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)的离子导电层相结合,组装制得8.5×12.5cm2全固态电致变色器件。该器件只需1~2V的驱动电压,即可显示出良好的着、退色性能,当驱动电压为零,器件自身着色。紫外-可见分光光度计表征表明,该器件在600nm处的光可调节范围达到60%,具有较好的应用前景。

全固态电致变色薄膜器件的研制

论述了全固态电致变色薄膜器件的结构和变色机理，讨论了制备工艺参数对ｗｑ３薄膜和Ｖ２Ｏ５薄膜特性的影响。提出了一种新的电致变色薄膜的理化方法。通过电子枪蒸镀锂单质，提高了锂的离化率，从而提高了锂化效果。对ｍＬｉＦ：ｎＡＩＦ３离子导体的离子导电特性和导电机理作了进一步的研究。研制了透射式和反射式全固态电致变色簿膜器件，获得的变色调制度分别为５０％－５％和７０％－２０％，响应时间为１０ｓ－２０ｓ，寿命为１０开关次数。

无机全固态电致变色材料与器件研究进展

智能场致变色材料是一类能在外场(电场、温度、光照、气氛)刺激下发生可逆光学变化的物质群。其中,电致变色材料因其调节幅度大、响应速率快、着色效率高和循环稳定性好等特点,有望在智能窗、屏幕显示和多功能储能器件等领域得到广泛应用。相较于半固态电致变色器件难于封装以及有机电致变色材料易于变性失效,无机全固态电致变色材料及其器件具有更好的综合应用性。本文聚焦典型无机全固态电致变色材料与器件,综述了当前电致变色器件各结构层的制备途径,并对比了其优劣性,详细介绍了主要的电致变色备选材料及其关键性能评价指标,并阐释了几种代表性电致变色器件的作用原理,提出了使用兼具高透光率、低面电阻以及优异抗弯折性的透明柔性电极替代传统的刚性衬底以实现多场响应器件的应用拓展。最后,从性能瓶颈、工艺难点及产业化机遇的角度对无机全固态电致变色器件的应用前景进行了展望,为电致变色产业化进程提供了借鉴。

光学设计用于全固态电致变色器件的高溅射效率三明治结构电解质

全固态电致变色器件以其光学对比度高、响应速度快以及良好的循环稳定性等特点而广泛应用于节能窗、屏幕显示、多功能储能设备等诸多领域。然而,传统的基于单层电解质体系的全固态电致变色器件常受限于光学透过率和溅射效率的不足。本工作利用反应直流磁控溅射技术成功制备了基于LiAlO_(x)/Ta_(2)O_(5)/LiAlO_(x)(ATA)三明治结构电解质的全固态电致变色器件。通过引入ATA三明治结构电解质,所制得的七层体系电致变色器件(ITO/NiO/LiAlO_(x)/Ta_(2)O_(5)/LiAlO_(x)/WO_(3)/ITO)兼具了优异的透光率和可观的溅射效率。该全固态电致变色器件取得了令人满意的着色效率(79.6 cm^(2)/C),更快的响应速度(着色时间1.9 s,褪色时间1.6 s)以及数百次循环的良好稳定性。此外,ATA三明治结构电解质充分利用了Ta2O5优异的离子传输速率和稳定性,并提供了足够的锂离子以满足快速变色切换的需求。因而,通过连续直流溅射制备的基于ATA三明治结构电解质的全固态电致变色器件有望为高性能电致变色器件的量产和实际应用提供重要的指导。

无机全固态电致变色器件研究进展

电致变色是一种在外加电场下材料光学属性可变的现象。本文围绕全固态电致变色器件,阐述了器件中每一层的结构、可选材料、性能等,并根据全固态电致变色器件近期的研究进展,总结了两种全固态器件的典型结构,详细介绍了两类器件结构的结构特点、制备方法和电致变色性能,并展望了未来全固态电致变色器件的发展方向。

4,4’-双(三苯胺)紫精制备与电致变色固态器件性能研究

合成了一种4,4’-双(三苯胺)紫精化合物,并对其结构进行了核磁、红外和质谱表征;循环伏安法分析表明,该紫精化合物有明显的氧化还原峰位。将该化合物溶于氯仿涂覆在ITO玻璃上获得均匀的电致变色薄膜,并与电解质薄膜的ITO玻璃组装成全固态电致变色器件(ECD)。通过循环伏安和紫外吸收光谱测试了器件的性能,研究结果表明,对该器件施加-0.8 V到0.8 V的电压,器件的颜色从无色到浅蓝色的可逆变化,而且器件没有封装时其变色态在空气中仍能保持5 h以上,表现出优良的稳定性。

溶胶–凝胶旋涂法制备电致变色智能窗用钛酸锂薄膜

从可见光到近红外波段透过率可调制的电致变色材料,对于智能窗及其热管理方面的应用来说极具吸引力。钛酸锂是一种有潜力的电致变色阴极材料,但对其在智能窗领域的应用前景还缺乏相关的数据支持。本工作采用溶胶–凝胶旋涂法制备透过率高、结晶性好的钛酸锂(Li_(4)Ti_(5)O_(12))薄膜,通过联用电化学工作站和紫外–可见分光光度计原位表征了其电致变色性能。实验发现所有Li_(4)Ti_(5)O_(12)薄膜对扫描速率等测试条件十分敏感,且有优异的双波段调制性能。此外,Li_(4)Ti_(5)O_(12)薄膜厚度对材料的初始态透过率、调制幅度、响应时间、电压窗口和循环耐久性均有显著影响。其中450 nm厚的Li_(4)Ti_(5)O_(12)着色/褪色响应时间分别为19.1和8.9 s,透过率调制在可见光区(550 nm处)为45%,经过20000 s连续循环,性能未发生明显衰退。Li_(4)Ti_(5)O_(12)薄膜在近红外波段(1000 nm处)的透过率调制高达80%,表现出优秀的节能潜力。本研究成功组装了由灰色至蓝色、循环性能良好的全固态无机电致变色器件:Glass/FTO/Li_(4)Ti_(5)O_(12)/LiNbO3/NiOx/ITO,证明钛酸锂作为电致变色智能窗材料有潜力走向普及应用。

NiO/WO_3互补型全固态电变色器件研究

基于氧化镍纳米颗粒薄膜电变色机理的研究,利用Li_xTaO_v薄膜作为Li^+离子无机固体电解质薄膜,没计和制造了一种NiO/WO_3互补型电变色器件.该器件着色态的太阳反射系数为0.15,漂白态为0.60,其响应时间最短可以小于300ms,循环通电的漂白-着色实验结果表明该器件具有相当好的可逆性和稳定性.

光学薄膜材料及器件

O484.1 96053278GaN单晶薄膜的刻蚀研究=Study on etching ofGaN single crystal film[刊,中]/金泗轩,丁晓民,崔晓明,童玉珍,党小忠,徐自亮,杨志坚,林铀,张国义(北京大学物理系.北京(100871)),阎桂珍(北京大学微电子研究所.北京(100871))∥光子学报.—1995,24(Z3).

光学薄膜材料及器件

TB43 970211918.0 nm附近Mo/B4C软X射线多层膜初步研究=Preliminary researches of Mo/B4C multilayersat 8.0 nm wavelength[刊,中]/吕俊霞,曹健林（中科院长春光机所.吉林,长春（130022））//光学精密工程.—1996,4（5）.—36—40介绍研制8.0nm波长附近正入射Mo/B4C软X射线多层膜的初步研究结果。

电致变色薄膜锂化技术的研究

提出了一种新的电致变色薄膜的锂化方法。通过电子枪蒸镀锂单质，提高了锂的离化率，从而提高了锂化效果。采用此技术研制的全固态电致变色薄膜器件获得了较好的变色特性，透射式和反射式全固态电致变色薄膜器件的变色性能分别为５０％～５％和７０％～２０％。

薄膜光学理论

O484.1 97053295Hg1-xCdx Te外延薄膜的自由载流子吸收=Free carrierabsorption spectra for Hg1-xCdx Te epilayers[刊,中]/李标,褚君浩,石晓红,陈新强,曹菊英,汤定元（中科院上海技物所.上海（200083））∥物理学报.—1996,45（9）.—1430—1437讨论了Hg1-xCdx Te外延薄膜的自由载流子吸收光谱,分析了外延层的纵向组分分布及Te沉淀物对吸收曲线的影响,结果表明,由于外延薄膜存在着纵向组分的不均匀性,其吸收特性与体材料有区别。

电真空器件

0622830蓝光OLED的掺杂研究[刊,中]/季兴桥//量子电子学报．—2006,23(3)．—416-419(L) 0622831利用位置敏感型光电倍增管测量光斑漂移的定标方法[刊,中]/马晓珊//量子电子学报．—2006,23(3)．—311-315(L) 0622832聚合物全固态电致变色器件的制备及性能[刊,中]/张公正//功能材料与器件学报．—2006,12(3)．—220- 224(G)使用乙烯-乙烯醇共聚物/聚吡咯复合膜和聚醚基氨酯/LiClO_4电解质制成全固态电致变色器件。当加上1．0～2．5V的直流电压时,器件颜色由黄色变成棕(蓝)色。详细讨论了器件的UV/VIS光谱变化、掺杂/不掺杂过程的响应时间以及电解质浓度对变色过程的影响。结果显示电致变色器件在800nm时,发生掺杂/不掺杂过程变化有短的响应时间和大的透过率差。