NiO_x薄膜的制备及不同条件对电致变色性能的影响

论文摘要

电致变色是指材料的光学性能（光的透射、反射和吸收）通过外加电场或电流的作用在包括可见光波长的某一波长范围内发生稳定的可逆变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致变色材料广泛地应用于建筑智能玻璃、汽车自动防眩目后视镜及电致变色显示器件等,在节能环保方面有着诱人的发展前景。氧化镍薄膜是目前发现的性能最好的电致变色材料之一,它不仅能够用作电致变色薄膜,还可以作为电致变色器件的离子存储电极。本文采用反应性磁控射频溅射法和溶胶-凝胶法制备NiOx薄膜,对不同工艺和制备条件下的NiOx薄膜的结构、性质及变色性能作了详细的分析。通过磁控射频溅射法制备NiOx薄膜,研究了NiOx薄膜的电致变色过程和变色机理；在溶胶-凝胶法制备NiOx薄膜的过程中,结合NiOx薄膜的变色机理控制各环节的制备条件,得到了电致变色性能优异的氧化镍薄膜,总结出了在现有实验设备下制备氧化镍薄膜的最优条件。用射频溅射法制备氧化镍薄膜,XPS研究表明,溅射制备的NiOx薄膜的主要成份为Ni、O。XRD结构分析表明,所制备的NiOx膜为多晶结构,溅射氧分压影响NiOx膜的优先生长方向。膜中有大量的Ni空位存在,导致Ni产生了混合价态。在溶胶-凝胶法制备NiOx薄膜的过程中,通过改变溶胶组分和陈化时间、镀膜层数、干燥温度、热处理温度和时间等条件,分别用电化学腐蚀系统和紫外—可见光谱仪对薄膜进行循环伏安特性和电致变色性能进行测试。得到四水醋酸镍—无水乙醇—聚乙二醇（PEG6000）溶胶体系制备氧化镍薄膜的较佳工艺条件,即配制质量比为2：5的醋酸镍与乙二醇溶胶体系,陈化15天后旋涂3次,250℃下退火2小时,得到的氧化镍薄膜在λ=560nm时透射率调节范围达到54%,在λ=391nm时透射率调节范围达到62%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 电致变色材料的分类
• 1.2.1 无机电致变色材料
• 1.2.1.1 阴极着色电致变色材料
• 1.2.1.2 阳极着色电致变色材料
• 1.2.2 有机电致变色材料
• 1.3 电致变色器件的结构
• 1.4 电致变色器件的应用
• 1.4.1 电致变色灵巧窗（smart windows）
• 1.4.2 反射镜—汽车观后镜
• 1.4.3 电致变色显示器
• 参考文献
• 第二章 氧化镍薄膜的变色原理及制备方法
• 2.1 氧化镍薄膜的结构
• 2.2 氧化镍薄膜的变色原理
• 2.3 氧化镍薄膜的制备
• 2.3.1 真空蒸发镀膜
• 2.3.2 溅射镀膜
• 2.3.3 化学气相沉积
• 2.3.4 溶胶凝胶技术
• 参考文献
• x薄膜的制备及性质分析'>第三章 NiO_x薄膜的制备及性质分析
• x薄膜的性能表征'>3.1 NiO_x薄膜的性能表征
• x薄膜'>3.2 射频溅射制备NiO_x薄膜
• x薄膜的制备'>3.2.1 NiO_x薄膜的制备
• 3.2.2 X射线衍射技术分析下的结构及成分特征
• x薄膜的伏安特性'>3.2.3 NiO_x薄膜的伏安特性
• x薄膜'>3.3 溶胶凝胶法制备NiO_x薄膜
• x薄膜的过程'>3.3.1 溶胶凝胶法制备NiO_x薄膜的过程
• x薄膜的不同条件分析'>3.3.2 溶胶凝胶法制备NiO_x薄膜的不同条件分析
• x薄膜的分析总结'>3.3.3 溶胶凝胶法制备NiO_x薄膜的分析总结
• 参考文献
• 第四章 结论
• 在读期间发表文章
• 致谢