大面積WO3電致變色薄膜的制備及其在智能窗上的應(yīng)用.pdf

1、目前，在中國建筑能耗約占社會總能耗的三分之一，其主要通過玻璃門窗發(fā)生流失，因此玻璃門窗的節(jié)能技術(shù)是建筑節(jié)能中需要重點(diǎn)解決的問題。電致變色材料具有動態(tài)調(diào)節(jié)光學(xué)性能的特點(diǎn)，將電致變色材料運(yùn)用在玻璃門窗上形成的電致變色智能窗能夠高效地改變光學(xué)性能，從而達(dá)到建筑節(jié)能環(huán)保的目的。因此，對電致變色材料和器件的研究成為建筑節(jié)能減排的重中之重。在各種電致變色材料中，三氧化鎢（WO3）一直是人們研究得最多也是相對最為充分的一種電致變色材料。但是，大面積

2、WO3電致變色薄膜的制備及其實(shí)際應(yīng)用還存在諸多問題。
　　本論文以 WO3電致變色材料為研究對象，利用反應(yīng)磁控濺射和射頻磁控濺射兩種方法制備了 WO3電致變色薄膜，而且使用大型設(shè)備制備了大面積的WO3電致變色薄膜，并組裝了不同面積的WO3電致變色器件。首先采用反應(yīng)磁控濺射制備了透明性和均勻性好、與基底接觸良好的 WO3電致變色薄膜。通過改變氧氬比、濺射時間和熱處理等工藝條件制備了電致變色性能優(yōu)良的 WO3薄膜。結(jié)果表明氧氬比為60

3、:20、濺射時間為30min，經(jīng)熱處理后，制備的WO3薄膜的變色性能最好。原始態(tài)的WO3薄膜的透過率約為84％，變色時光的調(diào)制幅度約為54%，著色響應(yīng)時間tc約為20s，褪色響應(yīng)時間tb約為10s。組裝的電致變色器件的著色效率約為58.7 cm2/C，比之前報道的WO3薄膜著色效率高，熱處理后的 WO3薄膜循環(huán)穩(wěn)定性好。此外，采用射頻磁控濺射制備了透明性和均勻性良好、淡黃色、與基底接觸好的WO3電致變色薄膜。通過改變?yōu)R射時間和熱處理提高

4、了WO3薄膜的電致變色性能。當(dāng)濺射功率為100W、濺射時間為30min制備的WO3薄膜透過率約為81%，其光調(diào)制幅度約為76%，著色響應(yīng)時間tc約為20s，褪色響應(yīng)時間tb約為10s。經(jīng)450℃熱處理2h的WO3薄膜是由三斜晶系的納米小顆粒堆積而成。在循環(huán)伏安曲線中，第100次的循環(huán)伏安曲線與第1次的循環(huán)伏安曲線基本重合，表現(xiàn)了良好的穩(wěn)定性。組裝的電致變色器件的著色效率約為64.1 cm2/C，器件變色循環(huán)500次后，仍然表現(xiàn)出良好的變