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NiO和WO3互补型电致变色薄膜及器件的制备与性能

2020-12-24阅读(759)

NiO和WO3互补型电致变色薄膜及器件的制备与性能

论文摘要

NiO薄膜具有优异的电致变色特性,是最有发展前景的阳极电致变色材料之一。非晶结构WO3薄膜为典型的阴极电致变色材料,是电致变色器件电致变色层的首选材料。由NiO和WO3薄膜组成的互补型结构电致变色器件不仅简化了制作工序,而且其性能也优于传统器件,应用前景广阔。本文利用化学沉积法制备了大比面积的无序多孔纳米NiO薄膜,讨论了不同热处理温度对NiO薄膜微结构和电致变色性能的影响。多孔薄膜由厚度在20?25 nm,相互连接且垂直于基底的NiO纳米片组成。300°C热处理形成的NiO薄膜的具有最佳的电致变色性能,在可见光波长范围内,薄膜着色态与褪色态透光率差值为38.6%。随着热处理温度的增加,NiO薄膜的电致变色和电化学性能变差。采用电沉积法制备了WO3薄膜,并在不同热处理温度对WO3薄膜影响进行了研究,经250°C热处理后WO3薄膜仍为非晶结构,薄膜结构呈网状,保持了较好变色性能,在可见光波长范围内,薄膜着色态与褪色态透光率差值接近65.5%;经300°C和350°C热处理后WO3薄膜向多晶结构转变,晶化后薄膜结构变的致密,电致变色性能下降,并且随着热处理温度的升高,电致变色和电化学性能变差。此外,还设计制作了由WO3与NiO薄膜组装而成的互补型电致变色器件,在可见光范围内,器件着色态与褪色态透射率值相差近83.7%,着色与褪色所需响应时间迅速,在外加电压为士2V情况时,器件的着色过程与褪色过程所需时间分别为1.76s和1.54s。经100次电化学循环后,仍能保持稳定的可见光调节能力。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 电致变色材料
  • 1.1.1 电致变色材料发展概述
  • 1.1.2 无机电致变色材料
  • 1.1.3 有机电致变色材料
  • 1.2 电致变色机理
  • 1.3 电致变色薄膜制备方法与特性
  • 1.3.1 化学气相沉积（CVD）
  • 1.3.2 Sol-Gel 法
  • 1.3.3 电沉积法
  • 1.3.4 溅射法
  • 1.3.5 蒸发法
  • 1.4 电致变色器件
  • 1.4.1 电致变色器件结构及其工作原理
  • 1.4.2 电致变色器件的应用
  • 3电致变色薄膜的研究现状'>1.5 NiO和WO3电致变色薄膜的研究现状
  • 1.5.1 NiO 电致变色薄膜
  • 3电致变色薄膜'>1.5.2 WO3电致变色薄膜
  • 1.6 本论文选题的目的和意义
  • 第二章 实验方法及测试
  • 2.1 实验药品及仪器
  • 2.1.1 实验药品
  • 2.1.2 实验仪器
  • 2.2 材料的制备
  • 2.2.1 化学沉积法制备多孔纳米NiO 电致变色薄膜
  • 3电致变色薄膜'>2.2.2 电沉积法制备WO3电致变色薄膜
  • 2.2.3 电解液的制备
  • 2.2.4 材料表征
  • 2.2.4.1 XRD 测试
  • 2.2.4.2 表面形貌分析（SEM）
  • 2.2.4.3 循环伏安（CV）和电化学阻抗测试（EIS）
  • 2.2.4.4 光谱测试
  • 第三章 多孔NiO 纳米薄膜的制备及电致变色特性
  • 3.1 引言
  • 3.2 多孔纳米NiO 薄膜的成膜工艺
  • 3.3 多孔纳米NiO 薄膜的结构和形貌分析
  • 3.3.1 XRD 分析
  • 3.3.2 SEM 分析
  • 3.4 热处理温度对多孔纳米NiO 薄膜电致变色性能的影响
  • 3.5 多孔纳米NiO 薄膜的电化学性能分析
  • 3.5.1 NiO 薄膜的循环伏安性能
  • 3.5.2 NiO 薄膜的电化学阻抗性能
  • 3.5.3 NiO 薄膜电致变色随循环伏安变化
  • 3.5.4 NiO 薄膜的计时电流研究
  • 3.6 本章小结
  • 3薄膜的制备及电致变色特性'>第四章 WO3薄膜的制备及电致变色特性
  • 4.1 引言
  • 3薄膜的结构和形貌分析'>4.2 WO3薄膜的结构和形貌分析
  • 4.2.1 XRD 分析
  • 4.2.2 SEM 分析
  • 3薄膜电致变色性能的影响'>4.3 热处理温度对WO3薄膜电致变色性能的影响
  • 3薄膜的电化学性能分析'>4.4 WO3薄膜的电化学性能分析
  • 3薄膜的循环伏安性能'>4.4.1 WO3薄膜的循环伏安性能
  • 3薄膜的电化学阻抗性能'>4.4.2 WO3薄膜的电化学阻抗性能
  • 3薄膜的计时电流研究'>4.4.3 WO3薄膜的计时电流研究
  • 3薄膜电致变色性能的影响'>4.5 薄膜形态对WO3薄膜电致变色性能的影响
  • 4.6 本章小结
  • 3互补结构的电致变色器件研究'>第五章 NiO/ WO3互补结构的电致变色器件研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 电致变色器件
  • 3互补结构的器件的电致变色和电化学性能'>5.3 NiO/ WO3互补结构的器件的电致变色和电化学性能
  • 5.3.1 电致变色器件的电致变色性能
  • 5.3.2 电致变色器件的循环伏安研究
  • 5.3.3 电致变色器件的计时电流研究
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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