电致变色材料的研究进展
电致变色材料的研究进展
电致变⾊材料的研究进展电致变⾊材料的研究进展The Research Progress on ElectromicMaterial摘要电致变⾊材料的变⾊机理对电致变⾊材料的制备、理化性质有很⼤的影响。
本⽂采⽤阅读⼤量⽂献并对⽂献进⾏分析总结的⽅法，针对电致变⾊材料的变⾊机理进⾏概括总结，并且针对有机电致变⾊材料、⽆机电致变⾊材料，结合每种电致变⾊材料制备⽅法等进⾏研究综述，得到了如下结果:⽬前变⾊机理共分为六类，其中双重注⼊/抽出模型是公认的电致变⾊模型之⼀。
针对典型的⽆机电致变⾊材料和有机电致变⾊材料进⾏制备⽅法和变⾊机理进⾏总结归纳，并进⾏对⽐分析。
并且针对WO3 薄膜提出了提⾼薄膜变⾊效率，延长薄膜寿命，缩短薄膜变⾊响应时间等改进建议。
关键词：电致变⾊；变⾊机理；制备⽅法；性质分析⽬录摘要 ................................................................................................................................. I 1 绪论 .. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究⽬的及意义 (1)1.3 电致变⾊材料概述 (1)1.3.1 电致变⾊现象 (1)1.3.2 电致变⾊材料的发展 (1)1.4 研究现状 (2)1.4.1 国内研究现状 (2)1.4.2 国外研究现状 (4)1.5 研究内容 (6)2 电致变⾊机理 (7)2.1 ⾊⼼模型 (7)2.2 双重注⼊/抽出模型 (7)2.3 极化⼦模型 (9)2.4 电化学反应模型 (9)2.5 能级模型 (10)2.6 配位场模型 (10)2.7 本章⼩结 (11)3 ⽆机电致变⾊材料 (12)3.1 阴极电致变⾊材料 (12)3.1.1 WO3 (12)3.1.2 MoO3 (14)3.1.3 TiO2 (15)3.2 阳极电致变⾊材料 (15)3.2.1 NiO (15)3.2.2 V2O5 (16)3.2.3普鲁⼠蓝 (16)3.3 本章⼩结 (16)4 有机电致变⾊材料 (18)4.1 有机⾼分⼦电致变⾊材料 (18)4.1.1 聚吡咯类 (18)4.1.2 聚噻吩类 (19)4.1.3 聚苯胺类 (19)4.2 有机⼩分⼦电致变⾊材料 (20)4.2.1 紫罗精 (20)4.2.2 ⾦属酞青化合物 (21)4.3 本章⼩结 (22)5 电致变⾊材料的应⽤及改进⽅案 (23)5.1 电致变⾊材料的的应⽤ (23)5.1.1 电⾊储存器件 (23)5.1.2 电致变⾊显⽰器件(ECD) (24)5.1.3 电⼦束印刷技术及传感器 (24)5.1.4 其他应⽤ (24)5.2 电致变⾊材料的改进⽅案 (25)结论 (26)参考⽂献 (27)1 绪论1.1 研究背景20世纪70年代，信息、材料和能源被⼈们称作当代⽂明的三⼤⽀柱。
电致变色材料的研究进展及其应用研究
电致变色材料的研究进展及其应用研究电致变色材料是一种通过外加电场来改变颜色的材料。
随着科技的发展，电致变色材料逐渐成为了研究领域的热点之一。
本文将介绍电致变色材料的研究进展及其应用研究。
一、电致变色材料的研究进展电致变色材料的研究可以追溯到20世纪50年代。
最早的电致变色材料是银鹏石，但是它的色彩变化缓慢，无法应用到实际生产中。
直到80年代初，氧化钨（WO3）作为电致变色材料被发现，此后，一系列其他的电致变色材料纷纷涌现，如氧化钒（VO2）、氧化钼（MoO3）等等。
同时，研究者们也不断探索新的电致变色材料，并在这基础上开展深入的研究。
目前，电致变色材料的研究已经涉及到了几乎所有的化学元素，包括传统元素如铜、锌、铁等，也包括一些罕见的元素如稀土元素等。
二、电致变色材料的应用研究电致变色材料的应用范围非常广泛，涉及到生活、应用科技、商业等多个领域。
1.智能玻璃智能玻璃是电致变色材料应用最为广泛的领域之一。
智能玻璃可以根据外界光线、温度、湿度等变化而改变玻璃的透明度或者反射率。
这种材料被广泛应用于建筑、交通、家居等领域，目前，已经出现了热辐射式智能窗、电子窗帘等应用。
2.彩色显色电致变色材料可以在外加电场的作用下改变其颜色，这种性质可以被用于色彩显示。
因此，电致变色材料被应用在各种显示器件中，如平板电视、手机屏幕、电子书等。
3.传感应用电致变色材料的颜色变化还可以用于传感应用。
例如，将电致变色材料纳入电路板中，当电路板出现故障时，颜色的变化可以告知用户。
4.防窃听电致变色材料的颜色变化还可以被用于防窃听。
当窃听设备在被检测区域内时，电致变色材料会改变颜色，从而告知用户是否存在窃听器。
5.光伏太阳能电致变色材料的研究还涉及到了光伏太阳能。
当前，太阳能电池的颜色和透明度都比较单一，不符合市场需求。
但是，如果可以将电致变色材料应用于太阳能电池上，这些问题就能够得到有效解决。
三、电致变色材料的未来发展趋势在未来，电致变色材料的研究将会更加深入和广泛。
可变发射率器件中WO_3电致变色研究进展
文章编号:100621630(2008)0420035204可变发射率器件中WO 3电致变色研究进展李德柱,董 亮,王 豫(西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室,四川成都610031) 摘 要:概述了WO 3电致变色材料的基本结构、电致变色机理和伏安特性。
给出了WO 3薄膜可变发射率器件的结构。
介绍了部分典型非晶、多晶和其他形式的WO 3电致变色薄膜,以及发射率及变化范围。
关键词:电致变色;可变发射率;WO 3;非晶;多晶中图分类号:V444.34;TB43 文献标识码:ADevelopment of WO 3Electrochr omic in V ar ia ble Emittance DeviceL I De 2zhu ,DON G Lia ng ,WAN G Yu(K ey La b o rator y of Adva nced Technologies of Material s ,Sout hwest Jiaotong Univer sity ,Chengdu Sichua n 610031,China)Abstract :The ba sic str ucture ,mecha nism of elect rochromic and volt 2ampere prope rtie s of WO 3electrochro mic mate rials were de scribed in this paper.The device co nstr uction of WO 3electroc hromic thin film with va ria ble emit tance was give n out.The par tial typical WO 3mate rials with a morphous ,c rystalline and other f orm were int roduced ,and so were t he emit ta nce and it s changing scope.Keyw or ds:Elect rochromic ;Variable emittance ;WO 3;Cr ystalline ;Amo rp hous 收稿日期:2007205208;修回日期:2007205225 基金项目:四川省自然科学基金(05J Y 029209922);西南交通大学自然科学基金(5B ) 作者简介李德柱(—),男,硕士生,主要从事WO 3薄膜的研究。
电致变色材料的的研究进展
4.1 有机高分子电致变色材料
• 聚苯胺 • 通过电化学聚合制备 • 离子注入可从无色―绿色―蓝色或紫色转换，伴
随颜色变化的是结构的变化，在绿色态聚苯胺是 导体，而在其他状态是绝缘体。在电场作用下， 离子注入使聚苯胺由绝缘体向导体转变，其电子 状态也发生了变化，即由于绝缘体吸收能量高于 禁带宽度Eg时会显示其互补的颜色。
适用于TiO2、MoO3、NiO等材料，但没有明确电子和阳 离子的注入方式和途径。
2. 电致变色机理
2.3 极化子模型
• 小极化子处于定域态，电子被定域在某个晶格位置上，即当一 个电子注入晶格后，电子被束缚在单个W6+结点上，由于不同晶 格位置的W具有不同的能量，借助于声子的参与，电子可以通过 隧道穿透，从一个定域态跃迁到另一个相邻的定域态。
电致变色材料的研究进展
指导教师：
轻工学院 印刷工程 1班
论文结构
1 研究目的及意义 2 电致变色机理 3 无机电致变色材料 4 有机电致变色材料 5 应用及展望 6 总结
1.1 研究目的及意义
• （1）电致变色材料因其环保、低耗、绿色、无污 染、智能的特点，符合国民经济的“可持续发展 战略”的要求；符合未来智能材料的发展。
• （2）电致变色材料做成的电致变色显示器，只要 显示内容不变化，就不会耗电，可以达到节能目 的。同时电致变色显示器与其它显示器相比，具 有无视盲角，对比度高等优点。电致变色材料在 智能窗、电子纸、电色存储器件等领域也具有重 要的研究意义和巨大的应用价值。
1.2 国内研究现状
• 目前的研究方向大多在电致变色材料的变色机理 和材料复合及电致变色材料的性质分析上面。虽 然没有国外起步早，但我国在这方面仍然有这很 大研究进展。
3.2 有机电致变色材料
电致变色材料研究及发展现状
电致变色材料研究及发展现状
本文摘要：电致变色材料是一种新型的变色材料，可以通过改变电位，控制物体表面的发光或吸收光的现象，实现材料表面颜色的可控改变。
电致变色材料的出现，使得机械式的传统变色技术得到了极大的改进，为电子产品提供了一个新的设计方案。
随着物联网等技术的发展，电致变色材料的研究也不断受到重视。
本文将重点介绍电致变色材料研究的发展现状，分析其具有的特点，以及其应用前景，为更好地推动电致变色技术的发展提供参考。
电致变色材料有许多种，在当前研究中主要有有机高分子材料、金属有机框架材料、无机材料和智能材料等。
其中，有机高分子材料具有低成本、易于加工等优势，但对空间分辨率要求高，而且受温度等外部因素的影响较大；金属-有机框架材料由于结构复杂，制备过
程复杂，成本较高，但空间分辨率较高；无机材料可以提供较高分辨率和高可靠性，但其成本和制备过程较高；智能材料则具有优雅的外观、可控性及超强抗拉强度等优势，但研究发展较为初期，价格较高，对运行环境的要求较高。
电致变色材料可以应用于家居装饰、汽车内饰、元件可靠性等领域，其中，家居装饰领域已经开展了大量的应用研究，利用电致变色材料可以实现对家居空间的美化与调控，丰富家居空间的色彩内涵；汽车内饰领域则可以应用到仪表盘、门板、把手等，提供消费者更多的操控及选择性；元件可靠性领域，则开展了大量的变色元件研发，可以通过调节电流来调控元件的颜色及强度。
未来，电致变色材料的研究将继续深入，随着电致变色材料在各个领域的广泛应用，将为用户提供更多实用、便捷的服务。
电致变色材料的制备与性能研究
电致变色材料的制备与性能研究
电致变色材料是指在外加电场作用下，能够发生颜色变化的材料，常见的有氧
化钨、氧化锗、氧化镉等。
这些材料在光学、电子元器件、显示技术等领域有着广泛的应用。
电致变色材料制备方法多种多样，其中最常用的是溶胶-凝胶法和化学气相沉
积法。
溶胶-凝胶法是指先将钨酸钠、锗酸四丙酯等预体溶于酒精或水中，形成溶胶，然后将其在温度较低的条件下凝胶化，得到固态凝胶体，最后进行热处理。
化学气相沉积法是将一些金属或半导体材料气相淀积在基底上，实现电致变色效果。
电致变色材料的光学性能是制备过程中需要重点研究的问题。
光学性能包括晶
体结构、晶格常数、双折射、吸收率、透明度和折射率等。
其中透明度和折射率对于材料的实际应用至关重要。
例如在显示屏领域，电致变色材料的透明度要求很高，能够实现高清晰度的显示效果。
折射率则能够影响到材料的反射率和透射率，是材料的重要光学性能之一。
电致变色材料的应用范围非常广泛。
其中最为重要的应用之一就是在智能窗玻
璃方面。
智能窗玻璃能够通过电致变色材料控制自身的透明度，随着光线的不同强度而自动调整窗户的透明度。
如此一来，可以控制室内外光线的照射，避免过多的阳光照射到室内，降低室内温度和能耗。
此外，电致变色材料还可以运用到太阳能板和光学传感器中，达到控制光学信号和传感器读数的作用。
总之，电致变色材料制备与性能研究的前景非常广阔，有着广泛的应用前景和
市场需求。
当前，电致变色材料的制备技术和性能研究都还处于探索阶段，未来仍需要不断的研究和进步，以满足市场对于高性能、高质量电致变色材料的需求。
电致变色材料的研进展-精选文档
3. 无机电致变色材料
• 无机电致变色材料分为两类： • （1）阴极电致变色材料 • （2）阳极电致变色材料
3.1 阴极电致变色材料 • O3 • MoO3 • TiO2
3.1 阴极电致变色材料
• • • • 3.1.1WO3 制备方法 （1）溅射法 采用高能量的惰性气体离子轰击靶材，飞溅出的靶材原子 ( 或分子) 沉积到基板上形成薄膜的方法。
1.2 国内研究现状
• 目前的研究方向大多在电致变色材料的变色机理 和材料复合及电致变色材料的性质分析上面。虽 然没有国外起步早，但我国在这方面仍然有这很 大研究进展。
• 如制备高质量WO3薄膜的热蒸发镀膜工艺参数进 行摸索，制备出了基于WO3薄膜电致变色数字显 示器件，具有工作电压低、变色响应时间快、和 双面透光等特性，在双面显示器件方面具有潜在 的开发应用价值。
2.1 色心模型
V e
-
O
[ V e]
-
O
V 2 e
2 O
[ V 2 e]
-
2 O
该模型适用于过渡金属氧化物。缺陷是没有明确阐述形成色 心的氧空位的来源。
2. 电致变色机理
2.2 双重注入/抽出模型
钨青铜
h v W ( A ) W ( B ) W ( A ) W ( B )
• 优缺点： • 溅射法对于高熔点，低蒸汽压的元素同样适用。制备出的 薄膜均匀性，致密性良好，和基板结合紧密，不易脱落。 • 设备复杂，镀膜成本较高，不适宜产业化发展
3.1 阴极电致变色材料
• （2）热蒸发法 • 在高真空的环境下和不同气氛( 高纯惰性气体) 中，对相 关材料进行加热蒸发，气态蒸发材料遇到基板冷凝而形成 薄膜的镀膜方法。该制备方法成本较高。 • 优缺点： • 制备的薄膜纯度高，性能也比较稳定，颗粒分散性好，通 过控制调节气氛压力和温度就可以制备出晶粒尺寸不同的 纳米薄膜。 • 该制备方法成本较高，工艺参数也较为复杂。
电致变色材料研究进展
电致变色材料研究进展 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】电致变色材料研究进展摘要电致变色材料是目前公认的最有发展前途的智能材料之一。
本文简述了电致变色机理及特点，简要介绍了无机电致变色材料（WO3）和有机电致变色材料（氧化还原型化合物、金属有机螯合物、导电聚合物）这两种不同类型的变色材料，电致变色材料的应用前景和发展方向及其研究现状。
关键词电致变色无机电致变色材料有机电致变色材料应用现状变色现象是指物质在外界环境的影响下，而产生的一种对光的反应的改变。
这种现象普遍存在于自然界中，比如变色龙，它的体色会随着周围环境的变化而改变。
人们感兴趣的是一类具有可逆变色现象的物质，即可利用一定的外界条件将它们的颜色进行改变并且在另外一种条件下将其还原。
目前发现的变色现象主要有4 类: 电致变色、光致变色、热致变色和压致变色，其中又以电致变色研究得最为深入。
电致变色是指在外接电压或者电流的驱动下，物质发生电化学氧化还原反应而引起颜色变化的现象。
即在外加电场作用下，物质的化学性能（透射率、反射率等）在可见光范围内产生稳定的可逆变化。
其主要特点有以下几点：( 1) 电致变色材料中电荷的注入与抽出可以通过外界电压或电流的改变而方便地实现，注入或抽出电荷的多少直接决定了材料的致色程度，调节外界电压或电流可以控制电致变色材料的致色程度; ( 2) 通过改变电压的极性可以方便地实现着色或消色; ( 3) 已着色的材料在切断电流而不发生氧化还原反应的情况下，可以保持着色状态，即具有记忆功能。
因此，电致变色材料应满足以下各个方面的要求: (1) 具有良好的电化学氧化还原可逆性; (2) 颜色变化的响应时间快; (3) 颜色的变化是可逆的; (4) 颜色变化的灵敏度高; (5) 有较高的循环寿命; (6) 有一定的记忆存贮功能; (7) 有高的机械性能和化学稳定性; (8) 有合适的微观结构。
电致变色材料的研究与开发
电致变色材料的研究与开发近年来，随着科技的不断进步，电致变色材料逐渐成为了研究的热点。
电致变色材料是一种能够在外加电场的作用下改变颜色的材料，具有广泛的应用前景。
本文将从电致变色材料的原理、应用以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、电致变色材料的原理电致变色材料的原理主要基于电场对材料的影响。
当外加电场施加在电致变色材料上时，材料内部的电荷分布会发生改变，从而导致电子的能带结构发生变化。
这种变化进而影响了材料的光学性质，使其呈现出不同的颜色。
电致变色材料的原理可以分为两种类型：电致变色液晶和电致变色聚合物。
电致变色液晶是一种在电场作用下改变分子排列方式的材料。
液晶分子具有两种排列方式：平行排列和垂直排列。
当外加电场施加在电致变色液晶上时，液晶分子的排列方式会发生改变，从而改变了光的传播方向和偏振状态，使材料呈现出不同的颜色。
电致变色聚合物是一种能够通过改变聚合物链的构象来实现颜色变化的材料。
聚合物链的构象受到外界电场的影响，当电场作用在聚合物上时，聚合物链的构象会发生改变，从而改变了材料的光学性质。
电致变色聚合物具有响应速度快、耐久性好等优点，因此在染料、光电显示等领域有着广泛的应用。
二、电致变色材料的应用电致变色材料具有广泛的应用前景，特别是在光电显示、智能眼镜、光电调节器等领域。
在光电显示领域，电致变色材料可以用于制造智能窗户、电子纸等产品。
通过改变电场的作用，智能窗户可以实现自动调节室内光线的功能，提高室内的舒适度。
电子纸则可以模拟纸张的阅读体验，具有较低的功耗和更好的可读性。
在智能眼镜领域，电致变色材料可以用于制造可调节透明度的眼镜片。
通过改变电场的作用，智能眼镜可以实现自动调节镜片透明度的功能，适应不同光线环境下的使用需求。
这种眼镜可以有效保护眼睛，减少眼疲劳。
在光电调节器领域，电致变色材料可以用于制造可调节光透过率的窗户、车窗等产品。
通过改变电场的作用，光电调节器可以实现自动调节光透过率的功能，提高室内的舒适度，减少室内温度的变化。
有机电致变色材料的光物理性质研究
有机电致变色材料的光物理性质研究有机电致变色材料是一种可以通过电场刺激改变颜色的物质。
这种物质的存在已经成为了全球物理与化学研究的热点。
它的工作原理是通过分子内部部分的电荷重新排列来实现颜色变化。
这种材料被广泛应用于液晶，光电显示，信息存储和传输等领域。
在这些应用领域中，有机电致变色材料的性能至关重要。
因此，开展有机电致变色材料的光物理性质研究是非常必要的。
光物理性质的研究主要涉及吸收谱，发光谱，电致变色效应以及能量转移和动力学特性等方面。
首先，我们考虑这种材料的吸收谱。
吸收谱是指物质在特定波长和强度的光作用下各种能级吸收的能量的强度分布。
有机电致变色材料的吸收谱可以展现出材料内部分子的分子结构和电子能级的数量。
吸收谱的遮盖度和吸收峰的位置可以用来确定材料的光谱特性。
此外，通过控制材料的吸收峰强度和位置可以实现色彩调节，并使颜色的变化更加明显。
其次，还有发光谱的研究。
与吸收谱类似，发光谱可以展示光谱特性。
与吸收谱不同的是，发光谱涉及激发状态到基态的跃迁。
通过研究有机电致变色材料的发光谱，不仅可以确定分子的结构和光学特性，还可以在光电显示等领域广泛应用。
其次，有机电致变色材料的电致变色效应在研究过程中是必不可少的。
根据文献，电致变色效应是有机电致变色材料的最重要性质之一。
由于在空间中的电场约束下，分子的电极化将发生巨大的改变，从而导致吸收谱和发射谱发生变化，使其颜色在外部电势作用下转变。
利用这种效应，人们可以设计出更加稳定的色素和染料。
最后是材料的能量转移和动力学特性。
有机电致变色材料可能存在固体化学反应或分子运动引起的染料强度变化问题，这就需要通过研究分子的能量转移和动力学特性来解决。
如果不考虑动力学特性，材料在使用时可能会出现色变不稳定等问题。
综上所述，光物理性质研究对于有机电致变色材料的应用是极其重要的。
在实际应用中，了解和控制有机电致变色材料的光物理性质被视为必不可少的内容，能够为现代光电技术和制造业的发展提供很好的基础和支持。
电致变色材料的发展与应用
电致变色材料的发展与应用电致变色材料是一种能够改变颜色的材料，其内部结构对光的反射和折射有着非常特殊的设计。
近年来，随着科技的发展，电致变色材料被广泛应用于许多领域，例如智能玻璃，人机交互界面等等。
本文将着重探讨电致变色材料的发展与应用。
电致变色材料的历史发展早在20世纪70年代，科学家们就开始研究电致变色材料，并研发出了第一批电致变色玻璃。
然而，当时的技术还十分不成熟，电致变色材料的可靠性和稳定性十分差，同时也存在着成本高、制造困难等问题。
随着科技的不断发展，电致变色材料的制造技术逐渐成熟，同时成本也逐渐降低。
目前市面上主要应用的电致变色材料可以大致分为两类：一种是基于锂离子的电解质电致变色材料，另一种是基于聚合物的电致变色材料。
其中锂离子电致变色材料应用广泛，常见于智能玻璃、车顶等。
电致变色材料的优势和应用相对于传统的夹层玻璃、单层玻璃等产品，电致变色玻璃具有更高的安全性和隐私保护性。
建筑中智能玻璃的应用已经非常广泛，在门窗、墙面等方面都有了广泛的应用。
同时，电致变色的隔断、车载天窗等也都受到了广泛的欢迎。
在人机交互界面上，电致变色材料也被广泛应用。
例如触控屏、触控笔等设备中，就采用了聚合物电致变色材料，其交互操作更加智能，更加便捷。
除此之外，电致变色材料还受到了服装等行业的青睐。
高科技的材料注入了时尚元素，例如聚合物的穿戴产品，使得现代的服装更加多样化、鲜活化。
电致变色材料的发展前景电致变色材料具有广泛应用前景，其在建筑、家居、人机交互等领域都有着非常广泛的应用。
特别是在智能玻璃领域，其应用需求不断增加，实际应用效果也日趋成熟。
同时，电致变色材料也在不断发展中。
例如新型聚合物电致变色材料在成本、可靠性、稳定性等方面都有很大的提升，使得电致变色材料在更多领域得到了广泛的应用。
其未来应用前景十分广阔，不仅将对于现代生活产生深远的影响，同时也将引领科技的进一步发展方向。
结语总结来说，电致变色材料的发展可以追溯到几十年前，在科技的不断进步下，现在已经有了成熟的应用。
有机电致变色材料的性质及应用研究
有机电致变色材料的性质及应用研究有机电致变色材料是一种能够通过电场改变颜色的物质。
其基本工作原理是通过改变材料分子间电荷或能量状态来改变其吸收和反射光谱，从而产生颜色变化。
有机电致变色材料广泛应用于各种领域，例如智能窗户、光学显示器、太阳能电池等。
本文将从材料的性质、应用领域以及未来发展方向三个角度来探讨有机电致变色材料的性质及应用研究。
一、材料的性质有机电致变色材料一般是由苯环、吡咯烷等的有机小分子或聚合物组成的。
这些材料的最大优点是具有极高的灵敏度和响应速度。
一般来说，电场强度越大，颜色变化越明显，因此这些材料能够响应微弱的电场，这是其他颜色变化材料所不能比拟的。
另外，有机电致变色材料还具有简单制备、低成本和良好可控性等优点，这些优点让它被广泛应用于实际生产中。
除了这些优点，有机电致变色材料还具有很强的耐久性和热稳定性，这保证了它能够长时间保持变色状态。
这一点对它的应用非常重要。
另外，有机电致变色材料还具有可重复变色、透明或半透明等特点。
这些性质让它被广泛用于各种领域。
二、应用领域有机电致变色材料的应用范围非常广泛。
以下是一些比较突出的应用领域：智能窗户传统的智能窗户大多采用电动窗户或半反射电子玻璃方式。
这些方式虽然方便，但成本比较高。
有机电致变色材料因其便宜和低能耗而逐渐取代电动和半反射玻璃窗户。
在没有电场的情况下，有机电致变色材料是半透明的，因此可以通过窗户看到外界景色。
当电场加强时，材料变为不透明状态，从而有效遮蔽室内光线，达到隔热降温的效果。
光学显示器现代电视、电脑和手机屏幕普遍采用液晶显示技术。
液晶面板内部有一个液晶层，可以通过电场来控制其色彩和亮度。
然而，传统液晶显示技术存在着观看角度小，色彩鲜艳度不够等问题。
有机电致变色材料因其灵敏度高、反应速度快等特点能够提高液晶显示器的色彩鲜艳度，同时增加观看角度。
太阳能电池太阳能电池的一个主要问题是在照射光强度变化过程中，电池输出的电压和电流都会发生变化，从而影响电能输出。
聚丙烯酸基电致变色材料的制备与应用展望
聚丙烯酸基电致变色材料的制备与应用展望电致变色材料是一种能够通过外界电场的作用而改变颜色的材料。
聚丙烯酸基电致变色材料是近年来在电致变色材料领域中备受关注的一种材料。
它具有许多优良的性质，例如响应速度快、颜色变化范围广和稳定性高等。
本文将对聚丙烯酸基电致变色材料的制备方法和应用进行探讨，并展望其未来的发展前景。
首先，聚丙烯酸基电致变色材料的制备方法有多种途径。
其中，化学合成是一种常用的方法。
通过选择适当的单体和引发剂，可以在合成过程中引入电致变色功能基团，从而实现聚丙烯酸基材料的功能化。
此外，聚丙烯酸基电致变色材料的制备还可以采用物理方法，例如溶液交联、热压、露光等。
这些制备方法的选择取决于实际应用的要求和材料特性。
其次，聚丙烯酸基电致变色材料具有广泛的应用前景。
在光电显示器件方面，聚丙烯酸基电致变色材料可以作为主动层或者滤光器使用，可以实现液晶显示器的颜色调节和滤光效果。
此外，聚丙烯酸基电致变色材料还可以应用在智能窗帘、智能玻璃等领域，通过电场调控实现窗户的遮光和透光效果，提高建筑节能效果。
此外，聚丙烯酸基电致变色材料还有望在太阳能电池、电子纸、光电传感器等领域发挥重要作用。
然而，目前聚丙烯酸基电致变色材料还存在一些挑战和问题。
首先，聚丙烯酸基材料的电致变色效果与电场作用下的离子迁移有密切关系。
因此，如何提高材料的离子迁移速度和效果是一个需要解决的问题。
其次，聚丙烯酸基电致变色材料的颜色变化范围还有待扩大。
虽然目前已经有一些不同颜色的聚丙烯酸基电致变色材料被报道，但是仍然有一些颜色无法实现。
最后，聚丙烯酸基电致变色材料的长期稳定性也需要进一步改进，以满足实际应用的需求。
展望未来，聚丙烯酸基电致变色材料有望在多个领域得到广泛应用。
首先，随着科技的发展和人们对高清晰度、高亮度显示的需求不断增加，聚丙烯酸基电致变色材料将成为液晶显示器颜色调节和滤光效果的理想选择。
其次，在建筑节能领域，聚丙烯酸基电致变色材料能够实现窗户的智能调控，有效地降低建筑物的能耗。
电致变色材料研究及发展现状
世 界 范 围 内 电致 变 色 材 料 领 域 的行
业领 军者 。 田 蛐
１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｍ． １ ０ ０ ８ － ８ ９ ２ Ｘ． ２ ０ １ ４ ． ０ ５ ． ０ ０ ４
致谢： 本 文得 到 了国家 自然科 学基 金项 目资助（ 项 目编 号 ： ５ １ ３ ０ ３ ０ ０ ８ ｏ
标签 、 仪表显示 、 户 外广告等领域 。
类 重要 的 电致变 色材料 ， 其种 类繁
材 料溶 解于 电解 液 时为透 明态 ， 电致
变 色 材 料 在 电极 表 面 富 集 时为 着 色
多且颜 色变 化 多样 ， 代表性 的为 聚 吡
咯衍 生物 、 聚噻 吩衍 生物及 聚苯 胺衍
态， 通 常 其 电致变 色材料 为 芳香 类紫 精 化 台物 、 含 有 甲氧基 的芴 类化 合物 等； 第 三 类 为 固态 电致 变 色器 件 ， 器 件 工作过程 电致变色材料始 终处于 固 体状 态 ， 通常 其 电致变 色 材料为 金属 氧化物 、 普鲁士 蓝 、 含有 有机酸基 团的
化 的现 象 ， 在 外观 上表 现为 颜色 和透
电致变 色材 料在器件 工作过程 中始 终 溶 解在 电解 液 中， 通 常 电致变 色材 料
是有 机小分 子 ； 第二 类为半 溶液 型 电 致 变色 器件 ， 器 件工 作过 程 电致变 色
明度 的可 逆变化 。 这种 变化 使得 电致 变 色 材 料 成 为 典型 的智 能 材料 的一 员。 具有 电致 变 色性能 的材 料称 为 电 致变 色材 料 ， 用 电致变 色材 料做 成 的 器 件 称为 电致 变 色器件 。 电致变 色器 件 具 有双 稳态 、 无视 盲角 、 对 比度 高 、 制造成本 低 、 工 作温度范 围宽 、 驱动 电 压低、 色彩 丰富等优点 ， 可应用于 电致 变色智能 窗、 汽车 自动 防眩 目后视镜 、 电致 变 色眼 镜 、 护 目镜 、 智 能卡 、 智 能
变色材料的研究进展
杂多 酸 等 、＿ 丰要 无 机 电致 变 色材 型 Ｆ ａ ｕ ｇ ｈ ｎ ａ ｎ等 人 提 无 定 形
防 护装 备 技 术研 究
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ ａ ｌ Ｐｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｅ ｑｕ ｉ 。 ｐ 。 ｍ 。 。 。 ｅ 。 。 — ｎ — ｔ
场 的透 明度 大 大增 强 ．传 统 色 彩 机 电 致 变 色 材 料 ， 、
伪装 已不能 将 十兵 有 效 隐蔽 于 战 ２ ． １ ． １ 无机 电致 变色材 料
色心 ．被 捕 获 的电 子不 稳 定 ．易
吸 收 可 见 光 光 子 而 被 激 发 到 导
场环 境 ． ．为此 ．许 多 同家开 始 研
由 于传 统迷 彩 作 战 服 的色 斑 ２ ． １ 电致 变 色 材 料
是【 古 １ 定不变的． 自然 环 境 在 小 此．
电致 变 色现 象 是指 材 料 在 电 色机理 ．至今 尚未 完全 明 ． 对
同季 节 和 地 区相 差很 大 ．
场作 用 下所 引起 的颜 色变 化 ．这 研 究最 充分 的 ＷＯ 人们 提 了 以
也 瞬息 万 变 ．加 ｌ 红 外 探 测 、做 可 光 吸 收 有 重 人 改 变 的材 料
金 属 卤化 物 的离 子 晶体 结 构 ．能
） 匕 夜视 、多光 谱遥 感 和 激 光探 测 这种 材 料 ¨ Ｊ 分 为两 大类 ：一 类是 形成 正 电性 氧窄 位 缺 陷 ．阴极 注 等现 代 侦察 技 术 的飞 速 发展 ．战 无机 电致 变 色材 料 ：另一 类 是有 入 的 电子 被 氧空 位 捕 获 而形 成 １ ． １
下 几种模 型：
传统 迷 彩作 战 服在 隐 蔽 时空 上 存 种 变 化 是 可 逆 的 、连 续 可 的
电致变色材料的研究与应用进展
电致变色材料的研究与应用进展摘要：电致变色材料在显示、开关、无炫光镜、电致变色存储、建筑窗玻璃、轻质窗玻璃等方面有着广泛的应用。
电致变色材料由于其结构多样、独特的氧化还原性能，在电致变色领域得到了广泛的应用。
综述了电致变色材料的类型和变色机理，并对其在电致变色方面的发展及应用进行了简要介绍。
关键词：电致变色;有机材料;无机材料;应用前景;研究进展前言：上个世纪三十年代，对有机染料的研究表明，某些物质在通人电流（或电压）作用下，会产生可逆的改变，此后便有了相关的研究报告，直至1960年代普拉特提出电致变色，才引起了人们的注意。
本文对电致变色材料及其应用前景进行了总结和分析。
1电致变色材料概述电致变色是一种材料在施加正、负交变电场或电压时，其反射率、透光率等的光学性质会出现一种稳定的可逆性改变，其外观呈现出一种具有可逆色彩和透明度的可逆改变。
电致变色材料是一种电致变色材料，而电致变色元件则是一种电致变色材料。
目前，电致变色材料的色彩改变已经不仅仅限于用眼睛能看到的范围，而且可以用来反映近红外、远红外、微波等电磁区。
2电致变色材料的研究2.1有机电致变色材料2.1.1有机材料电致变色机理某些溶液中存在的离子与分子络合物是电致变色物质，他们会失去一个正极的电子，或者在阴极制造一个电子。
它们都有吸色性，或与原来的物质不一样。
某些物质有超过两种氧化态，可以进行单一或多个电子的反应，每一次反应的颜色都不一样。
2.1.2有机电致材料的分类有机电致变色材料的色彩改变通常是多色的，可以很好地利用分子设计使其性能得到最好地改善。
根据其变色机制，可将其归结为三种类型：小分子氧化还原反应、导电聚合反应、金属有机鳌合体反应等。
（1）普鲁士蓝普鲁士蓝的颜色是普鲁士的蓝色，是一种能在深蓝色、透明无色（还原时）和淡绿色（氧化时）之间发生变化的电致变色材料。
其化合物为典型的杂价态，具有很高的变色效率，可以通过牺牲阳极法和电化学沉积法来制作[1]。
浅谈电致变色材料的研究进展
1 紫罗精的氧化还原态及颜色可逆互变机理电致变色器件的组成
变色材料由于将导电性层、电离
质装配而成电致变色器件,而
变色器件的结构如图2所示。
透(TransparentConductor，也称透明电极简称
为器件与外电源的电接触，提供电致变色层与离子储存层之间电子的输出与输入，要求电极光透性良好，可见
图3 电致变色材料的应用
电致变色智能窗
电致变色智能窗通过自动调控色彩、调光和调温，能起到改善自然光照程度、防偷窥的目的。
其具备了高效率、低能耗、绿色环保型、人性化设计的优点
定程度降低了传统建筑的能源负担,以满足当前节约减是节能建筑材料的新发展方向。
目前，电致变色玻璃主要运用在高级办公、商用、汽车等应用领域，有可能取代部分现有窗帘而占据一定市场份额，存在很大的市场发展空间。
全自动防眩目汽车后视镜
通常开车的人都清楚，在夜间尾随车辆的强光照射
图2 电致变色器件基本结构图
中国设备工程 2023.01 (下)
电致变色服饰利用可控电场或电流来使服装的色彩能够随意地发生变化。
而智能电致变色服饰目前在国外。
电致变色材料研究进展
电致变色材料研究进展
近年来，电致变色材料的研究进展迅速，主要包括以下几个方面：首先，研究人员提出了一种新型的电致变色机制，称为电致变色电解质的电中子转移（ECT）机制。
这种机制通过在电解质中引入电中子，将原本狭窄的电致变色温度范围扩大到了0-100℃，在更广的温度范围内实现了电致变色。
同时，ECT机制还改善了电致变色材料的反应速度和稳定性。
其次，研究人员通过合成不同结构和组分的电致变色材料，改善了其光学性能。
例如，将氧化钼纳米结构引入聚合物基质中，可以大幅提高材料的变色对比度和开闭速度；将氧化锌纳米颗粒掺杂到钾钒酸锂中，可以改善材料的电学性能和光学性能。
此外，研究人员还通过改变电致变色材料的结构和形貌，实现了对其性能的调控。
例如，研究人员通过控制氧分压和沉积温度，成功合成了具有不同晶相的电致变色氧化锌薄膜，并研究了其变色机制和光学性能；利用溶液浸涂法，可以制备出具有优良电致变色性能的聚合物膜。
最后，研究人员还关注电致变色材料的可持续性和环境友好性。
他们通过改进材料的制备方法和选择绿色的合成材料，实现了电致变色材料的可持续制备和循环使用。
例如，利用可再生资源和无机盐制备电致变色材料，可以降低材料的成本和环境污染。
总之，电致变色材料的研究进展十分迅速，取得了许多重要的成果。
未来，研究人员还需要进一步提高电致变色材料的颜色稳定性、变色对比度和响应速度，以及减小材料的成本和环境污染，以实现电致变色材料在更广泛应用领域的商业化。
电致变色材料的新进展及其应用领域
电致变色材料的新进展及其应用领域一、引言电致变色材料作为一种具有良好应用前景的智能材料，近年来得到了广泛的关注和研究。
本文旨在探讨电致变色材料的新进展以及其在应用领域方面的应用情况。
二、电致变色材料的定义和分类电致变色材料简单定义为，能够在外加电场作用下改变其色彩或透过率的智能材料。
电致变色材料主要分为以下三类。
1、氧化物类电致变色材料氧化物类电致变色材料主要包括ITO材料、VOx材料等等。
ITO材料由于其优异电学性质和透明特性被广泛用于LCD屏幕。
VOx材料是近年来较为热门的氧化物材料，其在热成像、波长选择性吸收等领域方面具有很好的应用前景。
2、有机类电致变色材料有机类电致变色材料可以被用于高分子材料、电池等方面。
2006年，日本科学家研制出了一种新型有机电致变色材料，并取得了很好的结果。
3、非晶合金类电致变色材料非晶合金类电致变色材料在电视显示器制造、自动调光式智能眼镜、模拟脑记忆等方面都有着广泛应用。
三、电致变色材料的新进展电致变色材料在新能源、绿色环保等领域方面具有很好的应用前景。
目前，钙钛矿类和Au/Ag杂化纳米点等新型电致变色材料受到了广泛的关注。
1、钙钛矿类电致变色材料钙钛矿材料作为一种特殊的晶体结构材料，其在电致变色方面具有良好的性能。
研究人员通过对钙钛矿材料进行调控，使其在可见光、红外光等波长区域均具有显著的电致变色响应。
因此，钙钛矿类材料成为了最近热门的电致变色材料之一。
2、Au/Ag杂化纳米点电致变色材料Au/Ag杂化纳米点电致变色材料是一种近些年来被广泛研究的双金属材料。
该材料具有良好的电致变色效应和红外调控性能，是一种优秀的电致变色材料。
四、电致变色材料在应用领域方面的应用情况电致变色材料具有广泛的应用领域，包括太阳能电池、太阳能热水器、可穿戴设备、汽车玻璃等等。
下面简要介绍几种典型的应用领域。
1、太阳能电池由于电致变色材料具有可透过可见光但能够吸收特定波长区域的光线，因此其在太阳能电池领域具有很好的应用前景。
电致变色材料研究进展
电致变色材料研究进展摘要电致变色材料是目前公认的最有发展前途的智能材料之一。
本文简述了电致变色机理及特点，简要介绍了无机电致变色材料（WO3）和有机电致变色材料（氧化还原型化合物、金属有机螯合物、导电聚合物）这两种不同类型的变色材料，电致变色材料的应用前景和发展方向及其研究现状。
关键词电致变色无机电致变色材料有机电致变色材料应用现状变色现象是指物质在外界环境的影响下，而产生的一种对光的反应的改变。
这种现象普遍存在于自然界中，比如变色龙，它的体色会随着周围环境的变化而改变。
人们感兴趣的是一类具有可逆变色现象的物质，即可利用一定的外界条件将它们的颜色进行改变并且在另外一种条件下将其还原。
目前发现的变色现象主要有4 类: 电致变色、光致变色、热致变色和压致变色，其中又以电致变色研究得最为深入。
电致变色是指在外接电压或者电流的驱动下，物质发生电化学氧化还原反应而引起颜色变化的现象。
即在外加电场作用下，物质的化学性能（透射率、反射率等）在可见光范围内产生稳定的可逆变化。
其主要特点有以下几点：( 1) 电致变色材料中电荷的注入与抽出可以通过外界电压或电流的改变而方便地实现，注入或抽出电荷的多少直接决定了材料的致色程度，调节外界电压或电流可以控制电致变色材料的致色程度; ( 2) 通过改变电压的极性可以方便地实现着色或消色; ( 3) 已着色的材料在切断电流而不发生氧化还原反应的情况下，可以保持着色状态，即具有记忆功能。
因此，电致变色材料应满足以下各个方面的要求: (1) 具有良好的电化学氧化还原可逆性; (2) 颜色变化的响应时间快; (3) 颜色的变化是可逆的; (4) 颜色变化的灵敏度高; (5) 有较高的循环寿命; (6) 有一定的记忆存贮功能; (7) 有高的机械性能和化学稳定性; (8) 有合适的微观结构。
自1969 年Deb 发现非晶WO薄膜具有电致变色效应以来，电致变色薄膜材料以其特殊的性能成为了材料研究的热点之一，并且取得了一定的成果。
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4.1 有机高分子电致变色材料
• 聚噻吩类 • 通过化学或者电化学聚合的方法得到 • 聚噻吩类电致变色材料因其独特的掺杂和脱掺杂机理而使
其具有优异的电致变色性。以聚噻吩的掺杂过程为例，聚 噻吩在掺杂态时，从共轭电子体系中移走一个电子，主链 上会发生扭曲，在能隙中产生两种电子状态，对应一个阳 离子自由基（极化子）并带有１/２自旋。继续从共轭体 系中移走一个电子时，相邻两个单极化子是不稳定的，掺 杂态聚噻吩中主要的载流子是单极化子和双极化子，而没 有孤子的存在。随着掺杂程度的不同，在聚合物链中醌式 结构和苯式结构的比例不断转化，，在不同的氧化态与还 原态比例下会使材料显示不同的颜色变化。
3.1 阴极电致变色材料
• （4）化学气相沉积法 • 通过气体原料发生气相化学反应，生成固相物质沉积形成
薄膜的工艺过程。 • 优缺点： • 可以控制薄膜的组成，调节薄膜的结构。设备简单，生产
效率较高，制备的薄膜均匀性较好，附着力强，延展性好 ，同时凹凸台阶面也可以覆盖。 • 很多薄膜材料的气相前驱体价格昂贵，所以实际生产中由 于成本限制应用受到较大限制。
• 如制备高质量WO3薄膜的热蒸发镀膜工艺参数进 行摸索，制备出了基于WO3薄膜电致变色数字显 示器件，具有工作电压低、变色响应时间快、和 双面透光等特性，在双面显示器件方面具有潜在 的开发应用价值。
1.3 国外研究现状
• 国外起步比较早，开始主要集中于探讨电致变色 的机理。直到20世纪70年代紫精类有机电致变色 材料的合成，将电致变色研究首次延伸到了有机 领域，这是电致变色研究史上的又一次飞越。在 几十年的时间里，国外诸多学者利用现代分析仪 器，完成了很多电致变色材料性质分析实验。
• 缺陷 • 由于能带结构的描述和计算还不是很准确，电致变色的能
级模型解释还只是停留在定性阶段。
2. 电致变色机理
2.6 配位场模型
• (1)由于Li+与O的不规则结合，可对“W5+”产生不对称电 场，使得5d轨道产生能级分裂，电子在5个5d轨道上进行 d-d跃迁;(2)Li+、e、WO3是一种松散结合，e容易在 “W5+”与“OLi”之间进行跃;(3)LixWO3中“W6+”和 “W5+”共存，电子可在“W6+”和“W5+”之间进行跃迁。 在电致变色中，不仅可能存在不同价态金属离子的电子跃 迁，还可能存在金属离子的d-d跃迁和金属离子与配位离 子间的电子跃迁。
和力，因此对电致变色薄膜施加反向电位时，钨离子应该首先 抽出 • 对注入的电子和阳离子在晶格中扩散的渠道和动力，以及如何 改变材料的光学常数等问题，还没有准确描述
2. 电致变色机理
2.4 电化学反应模型
•
I++ e-→I
•
MeOn+xI→IxMeOn
• I+为小直径的单电荷正离子，Me为金属原子
• 适用于无机材料，但是如果某种催化机制本身就 存在于薄膜中，如存在晶体(粒)界面中，作为正 离子得失电子的介质，能够降低Li+的还原电位， 因此电化学反应模型将进一步完善
• 5.1电致变色材料的应用
• 5.1.1电色储存器件
• 5.1.2电致变色显示器件(ECD)
• 5.1.3电子束印刷技术及传感
• 5.1.4其他应用
•
包括灵巧窗、无眩反光镜等
5.2电致变色材料的展望
• 从WO3薄膜相关的缺陷不足可知提高薄膜变色效率，延长 薄膜寿命，缩短薄膜变色响应时间等是改进和攻关的主要 问题。解决上述问题就是要从材料的微观物理结构和电化 学反应机理入手，使薄膜离子电子的运输和贮存能力提升 ，主要解决途径有以下几种:首先对电致变色的机理应该 继续进行探究，其次是优化制备方法，结合各个制备方法 优缺点对其进行改良，以适应产业化生产的要求。最后就 是通过使用材料进行适量的掺杂来改善电致变色材料的相 关性能，这是目前最主要的提高电致变色材料电致变色性 能的方法。
• 缺陷 • 极化子模型没有对阳离子的行为和作用进行论述，因而相对电
致变色过程，模型的解释不够完整。 • 价间跃迁模型和小极化子模型都是建立在离子和电子的双注入/
抽出基础上的， 它们的物理本质是相同的 • 薄膜的着色和褪色过程不仅伴随着电子的转移，而且还伴随着
离子的转移，往返运动造成晶格结构的破坏 • 氧原子与钨原子的亲和力远小于氧原子与氢离子或锂离子的亲
4.2有机小分子电致变色材料
• 金属酞青化合物 • 真空蒸法、电聚合方法制备 • 变色机理：
本章小结
• 有机电致变色材料包括紫罗精、金属酞菁化合物、导电聚 合物、过渡金属络合物
• 变色原理包括氧化还原反应、晶型转变等 • 特点：材料丰富、变色复杂、需单独讨论 • 应用：显示器、灵巧窗
5电致变色材料的应用及展望
• （2）电致变色材料做成的电致变色显示器，只要 显示内容不变化，就不会耗电，可以达到节能目 的。同时电致变色显示器与其它显示器相比，具 有无视盲角，对比度高等优点。电致变色材料在 智能窗、电子纸、电色存储器件等领域也具有重 要的研究意义和巨大的应用价值。
1.2 国内研究现状
• 目前的研究方向大多在电致变色材料的变色机理 和材料复合及电致变色材料的性质分析上面。虽 然没有国外起步早，但我国在这方面仍然有这很 大研究进展。
适用于TiO2、MoO3、NiO等材料，但没有明确电子和阳 离子的注入方式和途径。
2. 电致变色机理
2.3 极化子模型
• 小极化子处于定域态，电子被定域在某个晶格位置上，即当一 个电子注入晶格后，电子被束缚在单个W6+结点上，由于不同晶 格位置的W具有不同的能量，借助于声子的参与，电子可以通过 隧道穿透，从一个定域态跃迁到另一个相邻的定域态。
( 或分子) 沉积到基板上形成薄膜的方法。
• 优缺点： • 溅射法对于高熔点，低蒸汽压的元素同样适用。制备出的
薄膜均匀性，致密性良好，和基板结合紧密，不易脱落。 • 设备复杂，镀膜成本较高，不适宜产业化发展
3.1 阴极电致变色材料
• （2）热蒸发法 • 在高真空的环境下和不同气氛( 高纯惰性气体) 中，对相
• NiO • V2O5 • 普鲁士蓝
3.2 阳极电致变色材料
极NiO 电致
3.2 阳极电致变色材料
• V2O5
3.2 阳极电致变色材料
• 普鲁士蓝
本章小结
本章主要针对无极电致变色材料的制备和变色机理进 行归纳总结，并对其性质进行了一些分析，为以后无 极电致变色材料的制备打下基础。
本章总结
• 缺陷 • 该模型没有进一步说明电子和离子双抽出的机制，还只是
一种初步的设想。
3. 无机电致变色材料
• 无机电致变色材料分为两类： • （1）阴极电致变色材料 • （2）阳极电致变色材料
3.1 阴极电致变色材料
• WO3 • MoO3 • TiO2
3.1 阴极电致变色材料
• 3.1.1WO3 • 制备方法 • （1）溅射法 • 采用高能量的惰性气体离子轰击靶材，飞溅出的靶材原子
电致变色材料的研究进展
陈岩 指导教师：杨春莉
哈尔滨商业大学 轻工学院 印刷工程 1班
论文结构
1 研究目的及意义 2 电致变色机理 3 无机电致变色材料 4 有机电致变色材料 5 应用及展望 6 总结
1.1 研究目的及意义
• （1）电致变色材料因其环保、低耗、绿色、无污 染、智能的特点，符合国民经济的“可持续发展战 略”的要求；符合未来智能材料的发展。
关材料进行加热蒸发，气态蒸发材料遇到基板冷凝而形成 薄膜的镀膜方法。该制备方法成本较高。 • 优缺点： • 制备的薄膜纯度高，性能也比较稳定，颗粒分散性好，通 过控制调节气氛压力和温度就可以制备出晶粒尺寸不同的 纳米薄膜。 • 该制备方法成本较高，工艺参数也较为复杂。
3.1 阴极电致变色材料
• （3）溶胶凝胶法 • 将镀膜原料分散于溶剂并搅拌得到均匀的溶液，溶质与溶
2. 电致变色机理
2.5 能极模型
• 能级模型认为电致变色是由自由载流子在同一能带内跃迁 引起的。
• 注中入能的量电较子低将的首位先置占;注据入能的量电较子低不的再t束2g轨缚道于，某并一集结中点在周能围带 ，而是具有自由电子特征，在能带中形成自由载流子;随 着注入的电子增多，费米能级向上移动，注入的电子可以 吸收光子从一个电子能态跃迁到另一个电子能态，而吸收 的光子的频率在近红外波段，使得WO3薄膜着色后呈现蓝 色
2. 电致变色机理
2.1 色心模型
VO e- [VO e-] VO 2 2e- [VO 22e-]
该模型适用于过渡金属氧化物。缺陷是没有明确阐述形成色 心的氧空位的来源。
2. 电致变色机理
2.2 双重注入/抽出模型
钨青铜 h v W e 5 - ( A ) W 6 ( B ) W 6 ( A ) W e 5 - ( B )
• 如Dalavi通过溶液―凝胶结合的方法制备氧化镍 膜，使镍的氧化物薄膜沉积在掺杂的锡中得到氧 化镍薄膜。根据氧化镍薄膜扫描的电子显微图像 可知表面有利于电解质渗透到膜结构，增强其电 致变色性能。
2 电致变色机理
• 电致变色（EC）是指材料在外加正负交替 电场或电压的作用下，其透光率、上表现为材料的颜色或透明 度发生可逆变化的现象。具有电致变色性 能的材料称为电致变色材料，用电致变色 材料做成的器件称为电致变色器件。
备。
3.1 阴极电致变色材料
• （5）电沉积法 • 电沉积法的工作原理是通过在电解液中通入电流进行电解
，进而在工作电极上得到所需要的沉积薄膜。 • 优缺点： • 在镀膜过程中不需要高温和高真空度，设备简单，可控性
强。该方法在制备复合氧化物薄膜上具有优势。 • 此方法制备出的薄膜的透明度较低，不适于大面积薄膜制
4.2 有机小分子电致变色材料