全固態電致變色智能窗

在建筑耗能中，20~40%的能量都用于熱調控，隨著能源短缺情況越來越嚴重，對于智能窗的需求也較加迫切。電致變色材料在電場作用下具有光吸收透過的調節性，選擇性地吸收或反射外界的熱輻射和內部的熱的擴散，從而降低建筑耗能。全固態電致變色器件制備技術是其中較有應用潛力的一種技術，因其循環穩定性好，質量輕，可連續生產等優勢，在智能窗領域展現出了巨大的應用前景。
（1）晶態可控wo3薄膜制備
氧化鎢作為常用的陰極電致變色層，其性能好壞直接決定了器件的性能，晶態（具有高度有序的結構）氧化鎢具有穩定的循環性能，但是其著/褪色響應速度較慢；非晶態（具有低度有序的結構）氧化鎢具有較快的著/褪色響應速度，但是其循環穩定性不太理想，如何獲得具有集成非晶態和晶態氧化鎢優點的特殊結構的氧化鎢膜層成為亟待解決的研究問題。
團隊采用磁控濺射方式通過調整制備過程中的基底溫度制備了具有可控結晶度的氧化鎢薄膜，很好地解決了上述問題。薄膜在近紅外區域具有優異的電致變色性能，在1000 nm波長處，薄膜的初始透過率調節范圍為72.5%，著/褪色響應時間分別為5.3 s / 3.0 s，同時薄膜具有良好的循環穩定性。這一工作提供了一個新的有效的思路來提高氧化鎢變色層的性能。
圖1. 晶態可控wo3薄膜結構示意圖與變色性能
這一成果近期發表在acs sustainable chemistry & engineering上[1]，文章的**作者是哈爾濱工業大學博士研究生趙英明。
（2）鋰離子容量與全固態器件研究
鋰電解質在電致變色器件中起著重要作用，但目前對全固態器件中鋰含量與電致變色層容量匹配的研究較少。團隊采用蒸發法制備了不同li厚度的鋰化wo3薄膜，研究了li厚度對wo3薄膜光學性能的影響，同時計算了wo3在液體電解質中的儲鋰容量。結果表明，蒸發法制備450 nm wo3薄膜時，鋰的較佳厚度為42 nm。采用較佳li厚度制備的全固態電致變色器件glass / ito / nio / zro2 / li / wo3 / ito具有較大的光透過率調制（680 nm時為 ** .9%，550 nm時為52.5%），較高的著色效率（550 nm處106.6 cm2/c）和良好的循環穩定性（4000次循環后較大光調制保留率為98%）。
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