氧化镍基电致变色薄膜与器件研究进展
发布时间：2021-11-04 18:37
氧化镍（NiO）作为一种重要的无机电致变色材料,具有价格低廉、光学对比度大的优点,在智能窗等领域常作为互补型电致变色器件的阳极变色层。提高NiO薄膜的电致变色性能与循环稳定性是实现氧化镍基电致变色器件大规模应用的关键。本文从NiO薄膜的电致变色机制和制备方法入手,重点研究和总结了优化电致变色性能的几种手段,介绍了基于阳极电致变色材料NiO的电致变色器件,并就NiO薄膜电致变色的衰退机制和其对器件实际应用的限制进行了探讨,提出了提高器件循环寿命的有效措施,最后总结了氧化镍基电致变色器件的应用前景与发展趋势。
【文章来源】：真空与低温. 2020,26(05)
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
柔性和储能式ECDs
近年来，制备具有分层结构和框架支撑的纳米Ni O薄膜已经得到了学者们广泛的关注和研究，Zhu等[53]开发了一种简便的方法来制造微纳分层Ni O薄膜，在550 nm处，分层Ni O膜着色状态和褪色状态之间的透射率变化达到64.5%，分层结构的引入有效地降低了离子扩散阻力和电子转移阻力，因此与普通的Ni O薄膜相比，分层Ni O薄膜具有更出色的电致变色光学调控能力。Bo等[49]采用溶剂热法制备了具有新颖分层结构的Ni O/Ti O2复合膜，如图5(d)～(i）所示，Ti O2四方纳米棒结构为在其上生长的Ni O膜提供了三维框架，使Ni O膜具有银耳状多孔结构，与纯Ni O膜相比，Ni O/Ti O2膜在透明和深棕色之间表现出更好的可逆颜色变化，3 000次循环后，Ni O/Ti O2膜仍具有67%的大光学调制幅度，着色效率达到147.6 cm2·C-1，远高于纯Ni O膜，这些结果表明，由Ti O2纳米棒和Ni O纳米颗粒组成的互穿结构有利于提高Ni O薄膜的光学调制幅度和着色效率。3.3 引入复合材料的优化法
聚苯胺是一种有机电致变色材料，具有良好的赝电容性而常被用于超级电容器电极中，Jamdegni等[57]制备了基于Ni O的官能化聚苯胺（PANI）的复合薄膜电极，如图7(a)～(d）所示，通过连接剂3-APTS在Ni O和PANI之间架起了桥梁并保证两者间的强相互作用，制备的PANI-f Ni O复合薄膜电极具有从透明到黑色的颜色转换功能，电致变色性能优异，具有138 cm2·C-1的高着色效率和高达7 000个循环的超长寿命，六角形纳米颗粒构成的离子扩散通道使薄膜具有着色1.5 s和褪色2 s的出色响应速度，如图7(e)～(f）所示。图7 Ni O、PANI及PANI-f Ni O复合薄膜性能对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]NiO/PB复合电致变色薄膜的制备及其性能研究[J]. 岳言芳,李海增,李克睿,王金敏,张青红,李耀刚,陈培,王宏志. 无机材料学报. 2017(09)
[2]All-solid-state electrochromic devices based on WO3‖NiO films: material developments and future applications[J]. Ding Zhou,Dong Xie,Xinhui Xia,Xiuli Wang,Changdong Gu,Jiangping Tu. Science China（Chemistry）. 2017(01)
本文编号：3476259
【文章来源】：真空与低温. 2020,26(05)
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
柔性和储能式ECDs
近年来，制备具有分层结构和框架支撑的纳米Ni O薄膜已经得到了学者们广泛的关注和研究，Zhu等[53]开发了一种简便的方法来制造微纳分层Ni O薄膜，在550 nm处，分层Ni O膜着色状态和褪色状态之间的透射率变化达到64.5%，分层结构的引入有效地降低了离子扩散阻力和电子转移阻力，因此与普通的Ni O薄膜相比，分层Ni O薄膜具有更出色的电致变色光学调控能力。Bo等[49]采用溶剂热法制备了具有新颖分层结构的Ni O/Ti O2复合膜，如图5(d)～(i）所示，Ti O2四方纳米棒结构为在其上生长的Ni O膜提供了三维框架，使Ni O膜具有银耳状多孔结构，与纯Ni O膜相比，Ni O/Ti O2膜在透明和深棕色之间表现出更好的可逆颜色变化，3 000次循环后，Ni O/Ti O2膜仍具有67%的大光学调制幅度，着色效率达到147.6 cm2·C-1，远高于纯Ni O膜，这些结果表明，由Ti O2纳米棒和Ni O纳米颗粒组成的互穿结构有利于提高Ni O薄膜的光学调制幅度和着色效率。3.3 引入复合材料的优化法
聚苯胺是一种有机电致变色材料，具有良好的赝电容性而常被用于超级电容器电极中，Jamdegni等[57]制备了基于Ni O的官能化聚苯胺（PANI）的复合薄膜电极，如图7(a)～(d）所示，通过连接剂3-APTS在Ni O和PANI之间架起了桥梁并保证两者间的强相互作用，制备的PANI-f Ni O复合薄膜电极具有从透明到黑色的颜色转换功能，电致变色性能优异，具有138 cm2·C-1的高着色效率和高达7 000个循环的超长寿命，六角形纳米颗粒构成的离子扩散通道使薄膜具有着色1.5 s和褪色2 s的出色响应速度，如图7(e)～(f）所示。图7 Ni O、PANI及PANI-f Ni O复合薄膜性能对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]NiO/PB复合电致变色薄膜的制备及其性能研究[J]. 岳言芳,李海增,李克睿,王金敏,张青红,李耀刚,陈培,王宏志. 无机材料学报. 2017(09)
[2]All-solid-state electrochromic devices based on WO3‖NiO films: material developments and future applications[J]. Ding Zhou,Dong Xie,Xinhui Xia,Xiuli Wang,Changdong Gu,Jiangping Tu. Science China（Chemistry）. 2017(01)
本文编号：3476259
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