氧化鎳薄膜的制備、改性及其電致變色性能研究.pdf

1、本研究利用溶膠凝膠旋涂法,以醋酸鎳為前驅(qū)體,在ITO玻璃基板上成功制備了NiO薄膜。并通過(guò)摻雜不同的元素制備得到了具有優(yōu)異電致變色性能的NiO薄膜,并對(duì)摻雜薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響進(jìn)行了研究。通過(guò)UV-vis分光光度計(jì)測(cè)試了薄膜的透過(guò)率,XRD測(cè)試了薄膜的結(jié)晶狀態(tài),XPS測(cè)試了薄膜表面的元素信息,SEM觀察薄膜的表面形貌,循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)電流法測(cè)試了薄膜的電化學(xué)性能。討論了工藝參數(shù)對(duì)NiO薄膜結(jié)構(gòu)和電致變色性能的影響,研究了電致變色過(guò)程中光

2、學(xué)性質(zhì)的變化。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在300℃熱處理1.5h制備的NiO薄膜是非晶態(tài),開始結(jié)晶的溫度處于300到350℃之間?？傮w而言,非晶態(tài)的NiO薄膜比晶態(tài)的薄膜有更好的變色效果。熱處理溫度較低時(shí),得到的薄膜比較疏松,孔隙較多,與基板的附著力差,薄膜容易脫落；隨著熱處理溫度的增加,薄膜表面的晶粒變大,電致變色性能變差。500℃制備的NiO薄膜已基本無(wú)電致變色現(xiàn)象。350℃熱處理的薄膜具有良好的電致變色特性。探討了NiO薄膜的

3、變色機(jī)理,本研究制備的NiO薄膜在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中Ni2+不只經(jīng)歷了一次氧化反應(yīng),而是被氧化成更高價(jià)態(tài)的Ni3+,Ni4+。
　　 為了提高薄膜初始態(tài)/褪色態(tài)的透過(guò)率,改善薄膜與基板的附著力及循環(huán)穩(wěn)定性,本研究利用溶膠凝膠法通過(guò)摻雜的方式對(duì)薄膜的性能進(jìn)行了改進(jìn),研究了Al、Li等的摻雜對(duì)NiO薄膜電致變色性能的影響。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)Al摻雜后的NiO薄膜褪色態(tài)都具有很高的透過(guò)率。400℃熱處理后得到的Al/Ni摩爾比為0.2的NiO