结晶度对三氧化钨薄膜电致变色性能影响的研究
发布时间：2022-10-15 14:19
电致变色是指材料在外加电场的作用下由于离子/电子的嵌入/脱出而引起的光学属性的变化（如颜色、透射率、反射率、吸收率等）。三氧化钨是一种较为常用的无机电致变色材料,非晶的三氧化钨由于疏松的结构,离子/电子在脱嵌过程中其响应速度快,但多次循环后,内部疏松结构坍塌,因此稳定性差。增加结晶度可以提高循环稳定性,但较致密有序的原子排列,造成离子/电子脱嵌速度慢,因此控制和选择适当的结晶度,对材料电致变色性能的影响极为重要。因此,本文通过调控不同结晶度三氧化钨薄膜,研究结晶度对响应时间、循环稳定性等电致变色性能的影响,从而获得优化的结晶度,满足其在使用过程中响应时间及循环寿命的要求。首先,利用电沉积方法,制备出了非晶的三氧化钨薄膜,研究沉积时间对电致变色性能的影响。随着电沉积时间的增加,光学调制范围和着色效率逐渐增大,褪色时间逐渐增加,而着色时间减小,主要是由于沉积时间的不同导致了形貌差异。在1000 s电沉积时间下所制备的三氧化钨薄膜体现出83%的较大光学调制范围、4 s的平均响应时间以及83 cm~2·C-1的较高着色效率。为了精确控制结晶度,利用溶胶-凝胶法,通过调控反...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 电致变色材料分类
1.2.1 过渡金属氧化物
1.2.2 导电聚合物类
1.2.3 其他电致变色材料
1.3 三氧化钨电致变色材料的研究进展
1.3.1 0D纳米结构
1.3.2 1D纳米结构
1.3.3 2D纳米结构
1.3.4 3D纳米结构
1.4 课题研究目的及主要研究内容
第2章 实验材料及表征
2.1 实验仪器和设备
2.2 实验试剂
2.3 材料表征
2.3.1 SEM测试
2.3.2 XRD测试
2.3.3 TEM测试
2.4 三氧化钨薄膜的电致变色性能表征
2.4.1 循环伏安测试
2.4.2 透过率测试
2.4.3 着色效率测试
2.4.4 响应时间测试
2.4.5 循环稳定性能测试
2.4.6 离子扩散系数测试
2.4.7 色度分析
第3章 电沉积法制备非晶三氧化钨薄膜
3.1 三氧化钨薄膜的制备
3.1.1 ITO基底清洗
3.1.2 电沉积制备三氧化钨薄膜
3.2 三氧化钨薄膜的结构形貌分析
3.2.1 结构表征
3.2.2 形貌表征
3.3 沉积时间对电致变色性能的影响
3.3.1 光学调制范围
3.3.2 响应时间
3.3.3 着色效率
3.3.4 循环稳定性
3.3.5 红外发射率
3.4 本章小结
第4章 结晶度对电致变色影响的研究
4.1 不同结晶度三氧化钨的制备与表征
4.1.1 三氧化钨粒子的制备
4.1.2 三氧化钨粒子形貌表征
4.1.3 三氧化钨粒子成分分析
4.1.4 三氧化钨的结晶度计算
4.2 不同结晶度三氧化钨薄膜的制备和表征
4.2.1 三氧化钨薄膜的制备
4.2.2 三氧化钨薄膜的形貌表征
4.3 结晶度对薄膜电致变色性能影响的研究
4.3.1 循环伏安特性
4.3.2 光学调制范围
4.3.3 响应时间
4.3.4 循环稳定性
4.3.5 着色效率
4.3.6 品质因子
4.4 本章小结
第5章 电致变色器件组装和性能测试
5.1 电致变色器件的结构
5.2 电致变色性能测试
5.2.1 光谱透过率
5.2.2 色度分析
5.2.3 响应时间
5.2.4 循环稳定性
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电致变色材料的变色机理及其研究进展[J]. 沈庆月,陆春华,许仲梓. 材料导报. 2007(S1)
博士论文
[1]三氧化钨基无机电致变色薄膜材料设计、制备与性能研究[D]. 李海增.东华大学 2016
[2]金属氧化物基电致变色薄膜的制备及性能改善[D]. 蔡国发.浙江大学 2014
[3]掺杂型镧锰氧化物的制备及其红外发射率研究[D]. 申星梅.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]三维有序大孔氧化钨电致变色薄膜的制备及其性能研究[D]. 孔祥萍.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3691461
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 电致变色材料分类
1.2.1 过渡金属氧化物
1.2.2 导电聚合物类
1.2.3 其他电致变色材料
1.3 三氧化钨电致变色材料的研究进展
1.3.1 0D纳米结构
1.3.2 1D纳米结构
1.3.3 2D纳米结构
1.3.4 3D纳米结构
1.4 课题研究目的及主要研究内容
第2章 实验材料及表征
2.1 实验仪器和设备
2.2 实验试剂
2.3 材料表征
2.3.1 SEM测试
2.3.2 XRD测试
2.3.3 TEM测试
2.4 三氧化钨薄膜的电致变色性能表征
2.4.1 循环伏安测试
2.4.2 透过率测试
2.4.3 着色效率测试
2.4.4 响应时间测试
2.4.5 循环稳定性能测试
2.4.6 离子扩散系数测试
2.4.7 色度分析
第3章 电沉积法制备非晶三氧化钨薄膜
3.1 三氧化钨薄膜的制备
3.1.1 ITO基底清洗
3.1.2 电沉积制备三氧化钨薄膜
3.2 三氧化钨薄膜的结构形貌分析
3.2.1 结构表征
3.2.2 形貌表征
3.3 沉积时间对电致变色性能的影响
3.3.1 光学调制范围
3.3.2 响应时间
3.3.3 着色效率
3.3.4 循环稳定性
3.3.5 红外发射率
3.4 本章小结
第4章 结晶度对电致变色影响的研究
4.1 不同结晶度三氧化钨的制备与表征
4.1.1 三氧化钨粒子的制备
4.1.2 三氧化钨粒子形貌表征
4.1.3 三氧化钨粒子成分分析
4.1.4 三氧化钨的结晶度计算
4.2 不同结晶度三氧化钨薄膜的制备和表征
4.2.1 三氧化钨薄膜的制备
4.2.2 三氧化钨薄膜的形貌表征
4.3 结晶度对薄膜电致变色性能影响的研究
4.3.1 循环伏安特性
4.3.2 光学调制范围
4.3.3 响应时间
4.3.4 循环稳定性
4.3.5 着色效率
4.3.6 品质因子
4.4 本章小结
第5章 电致变色器件组装和性能测试
5.1 电致变色器件的结构
5.2 电致变色性能测试
5.2.1 光谱透过率
5.2.2 色度分析
5.2.3 响应时间
5.2.4 循环稳定性
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电致变色材料的变色机理及其研究进展[J]. 沈庆月,陆春华,许仲梓. 材料导报. 2007(S1)
博士论文
[1]三氧化钨基无机电致变色薄膜材料设计、制备与性能研究[D]. 李海增.东华大学 2016
[2]金属氧化物基电致变色薄膜的制备及性能改善[D]. 蔡国发.浙江大学 2014
[3]掺杂型镧锰氧化物的制备及其红外发射率研究[D]. 申星梅.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]三维有序大孔氧化钨电致变色薄膜的制备及其性能研究[D]. 孔祥萍.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3691461
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