外文翻譯溶膠—凝膠法沉積氧化鎳薄膜的電致變色性能

1、<p>　　溶膠—凝膠法沉積氧化鎳薄膜的電致變色性能</p><p>　　Dhanaji S. Dalavi, Rupesh S. Devan, Raghunath S. Patil, Yuan-Ron Ma,Pramod S. Patil</p><p>　　摘要：氧化鎳（NiO）膜從乙酸鎳前體通過溶膠 - 凝膠浸涂方法制備。其特征為它們的結(jié)構(gòu)，利用X射線光電子能譜，掃描電子顯

2、微鏡，循環(huán)伏安法，光透射率的研究和比色分析CIE系統(tǒng)組成，形態(tài)，光學(xué)和比色的測定。 XPS測量結(jié)果表明，該薄膜具有的NiO相的存在。SEM圖像顯示，氧化鎳薄膜的光滑和多孔性。由玻璃/ ITO/的NiO/ KOH / ITO /玻璃顯示出51％的光調(diào)制和49.45％，除了上述的參數(shù)相對(duì)亮度差，著色效率被發(fā)現(xiàn)為49平方厘米/ 550納米以下。</p><p>　　關(guān)鍵詞：氧化鎳；智能窗。</p><

3、;p><b>　　1.簡介</b></p><p>　　電致變色是這樣一種現(xiàn)象，涉及顏色的電致變色（EC）的材料由同時(shí)注入電子和小離子的持久和可逆變化。在最近幾年，過渡金屬氧化物，吸引多的關(guān)注，因?yàn)樗鼈兊牡凸?，高著色效率（CE）和開路條件。根據(jù)他們的記憶效應(yīng)，在所有電致變色材料，WO3在陰極電致變色材料中被極大地研究和按比例增加?！爸悄艽啊?存在一個(gè)潛在市場，因?yàn)樗母叩墓庹{(diào)制和大的

4、CE。與此相反，氧化鎳為陽極顯色材料。盡管有前途的功能，如高CE，良好的循環(huán)可逆性，成本效益，但氧化鎳是最不被理解的電致變色材料。在氧化鎳薄膜的電致變色過程中是相當(dāng)復(fù)雜的，通常認(rèn)為它著色和漂白狀態(tài)之間的可逆轉(zhuǎn)變涉及氧化還原過程。氧化鎳膜通常制備通過物理方法。這些方法并不總是適用于大規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)造價(jià)是對(duì)大面積智能窗發(fā)展的最大障礙之一。另一種方法是低成本的溶膠 - 凝膠結(jié)合浸涂技術(shù)。它提供了一個(gè)低溫合成方法是要么完全無機(jī)的性質(zhì)或無機(jī)和有機(jī)

5、的大面積的材料。氧化鎳的溶膠 - 凝膠沉積已經(jīng)被限制是因?yàn)槿狈线m的前體，其具有足夠的溶解度和穩(wěn)定性。</p><p><b>　　2.實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　　鎳氧化物薄膜沉積在銦摻雜的氧化錫（ITO）基底，通過溶膠-凝膠使用0.5M的鎳二乙酸四水合物，加入50毫升乙醇和0.5ml鹽酸。在60℃下將得到的溶液回流1小時(shí)，然后使其在室溫下冷卻。之前沉積的ITO

6、用丙酮和去離子水超聲波處理進(jìn)行清洗，分別薄膜沉積通過浸漬涂布用10次沉積循環(huán)和退火在300℃上90分鐘內(nèi)獲得的NiO薄膜。</p><p>　　圖1 高分辨率XPS譜圖</p><p><b>　　3.結(jié)果與討論</b></p><p>　　鎳（2P）和O（1秒）的高分辨率XPS譜圖芯水平示于圖。圖1（a，b）中。鎳2P譜包括代表鎳2P3/2（

7、850-865伏特）和Ni2P1/2（870-885 eV）的自旋軌道的水平兩個(gè)區(qū)域。解卷積峰對(duì)應(yīng)于鎳第（2p3/2）在結(jié)合能觀察到（BE）855.45 eV的（圖1a），其搖式衛(wèi)星在860.96 eV的指示的Ni2þ陽離子不是和Ni3þ存在陽離子。這一觀察證實(shí)，溶膠-凝膠沉積薄膜是純NiO的階段。</p><p>　　圖2 掃描電子顯微圖</p><p>　　圖3 循

8、環(huán)伏安圖 圖4 光透射光譜</p><p>　　圖5 氧化和還原態(tài)的NiO薄膜的顏色的色度圖的二維XY</p><p>　　17.58電子伏的能量分離鎳第（2p 3/2）和Ni（的2p 1/2）峰分配給的NiO，這與以前的報(bào)告以及協(xié)議之間觀察到。 NiO膜的O型1秒的XPS光譜顯示在圖1（b）的解卷積到位于529，530.97和532.23 e

9、V的分別三個(gè)峰。位于是530.97電子伏特與肩峰在529伏特的高密集峰對(duì)應(yīng)的氧離子的氧化鎳的O型1S核心層面。在532.23電子伏特的較高的結(jié)合能量峰對(duì)應(yīng)于表面污染如碳氧化物，和HOH鍵的殘留水。這再次證實(shí)，氧化鎳薄膜由純化學(xué)計(jì)量的NiO相。氧化鎳薄膜的掃描電子顯微圖像示于圖2（a，b）中。有人指出，盡管表面似乎是緊湊和平滑在較低的放大倍率，它是微顆粒在較高放大倍數(shù)的多孔網(wǎng)絡(luò)，這是有利的電解質(zhì)滲透到膜結(jié)構(gòu)引起的電致變色性能的提高。圖3給

10、出了氧化鎳薄膜，其被記錄為5個(gè)循環(huán)，在50毫伏/秒在1M的KOH電解質(zhì)之間71 V vs.SCE線性電位掃描的循環(huán)伏安圖。在陽極掃描，OH離子的嵌入導(dǎo)致了NI2噸氧化倪3噸導(dǎo)致褐色的NiO 。陰極掃描過程中，OH離子的脫嵌如下減少鎳3噸倪2噸和NiO膜變得再次透明，并且由下式表示：</p><p>　　圖4表示NiO薄膜在其著色和漂白狀態(tài)的光透射光譜，在波長范圍300-1100納米。光透射率差被發(fā)現(xiàn)是51％，在5

11、50納米。因此，納米多孔薄膜形態(tài)親的渠道進(jìn)行OH離子的嵌入/脫出。</p><p>　　在CE確定的光密度變化的（△OD）的量作為注入/排出電子電荷（Qi）的在特定波長的函數(shù)，即充電所需要的變化的光密度的量由下式給出：</p><p>　　其中，Tb和Tc位于漂白的透射率和有色狀態(tài)。</p><p>　　溶膠-凝膠沉積氧化鎳薄膜的CE為49cm2/C，這比早先的報(bào)告

12、更高。該改進(jìn)的CE可以歸因于較大的紋理邊界，以及較大的活性表面積，其中實(shí)際著色/脫色過程發(fā)生。</p><p>　　稱為用于識(shí)別在其氧化和還原態(tài)的NiO薄膜的顏色的色度圖的二維XY表示圖5（a，b）中。一旦潛在的減少，從切換到氧化態(tài)的XY坐標(biāo)的轉(zhuǎn)變發(fā)生。在XY坐標(biāo)的轉(zhuǎn)變表明，氧化鎳的顏色極大從高度透射（漂白）狀態(tài)到深褐色的狀態(tài)發(fā)生改變。在CIE 1931年的Yxy顏色空間，三色激勵(lì)值Y定義為所述顏色的亮度或亮度的

13、量度，如圖5（b）中。據(jù)觀察，相對(duì)亮度（％Y）從30.93％（彩色）改變?yōu)?0.38％（漂白），表明具有49.45％的透光率差（Y）。</p><p><b>　　4.結(jié)論</b></p><p>　　溶膠-凝膠沉積的NiO膜成功地從乙酸鎳溶膠生長。氧化鎳的XPS研究的形態(tài)研究表明，膜組成個(gè)用作導(dǎo)管為有效電解質(zhì)訪問到膜的結(jié)構(gòu)，可以是有幫助的多孔微顆粒為增廣的51％的光