电致变色器件凝胶态电解质的制备及其性能研究

发布时间：2018-04-20 14:15

本文选题：电致变色器件 + 三氧化钨　；参考：《东华大学》2017年硕士论文

【摘要】：提高建筑物的节能效率是促进现有能源经济向基于可再生能源的能源经济过渡的主要手段。电致变色智能窗由于能够改变可见光以及红外光透射率从而调节室内温度并实现室内亮度的动态调节,因此可显著降低建筑物的能量消耗。在电致变色器件中,电解质主要为电极提供导电粒子,是不可或缺的组成成分。本论文以凝胶态电解质为主要研究对象,通过在液态电解质中添加聚合物、离子液体以及无机纳米粒子来制备适合电致变色器件的凝胶态电解质。并且,通过和电致变色薄膜组成电致变色器件,对其电致变色性能进行了研究。主要研究内容如下:1、聚甲基丙烯酸甲酯基(PMMA)凝胶态电解质的制备:以1 mol/L的高氯酸锂/碳酸丙烯酯(LiClO4/PC)溶液作为液态电解质基体,添加PMMA制备了PMMA基凝胶态电解质,解决了传统液态电解质在电致变色器件中容易泄漏的问题。研究发现,PMMA质量分数为10 wt%时,其离子电导率为1.8×10-3 S/cm。与通过溅射法和水热法制备的WO_3薄膜组装成电致变色器件时,器件的光调制范围分别为23%、13%,着色/褪色时间分别为86.8 s/99.1 s、59.8 s/53.3 s,着色效率分别为34.1cm2/C、30.0 cm2/C,具备良好的电致变色效果。2、聚甲基丙烯酸甲酯-1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(PMMA-[Emim]BF_4)复合凝胶态电解质的制备:以PMMA基凝胶态电解质为基体,添加[Emim]BF_4制得PMMA-[Emim]BF_4复合凝胶态电解质。[Emim]BF_4的添加使得体系中活性粒子浓度增加,改善了离子的扩散性能,当[Emim]BF_4质量分数为10 wt%时离子电导率为2.9×10-3S/cm,相对提升了60%。与通过溅射法和水热法制备的WO_3薄膜组装成电致变色器件时,器件的光调制范围分别为27%、51%,着色/褪色时间分别为71.2 s/52.8 s、72.1 s/17.1 s,着色效率分别为59.4 cm2/C、35.7 cm2/C,且电致变色器件在更低的外加电压下就能完成着色/褪色过程电致变色器件,整体性能大幅提升。3、无机纳米粒子复合凝胶态电解质的制备:分别在PMMA基电解质以及PMMA-[Emim]BF_4复合凝胶态电解质中添加气相SiO2纳米粒子,制得含无机纳米粒子的复合凝胶态电解质,当气相Si O2的质量分数为4 wt%时,两种凝胶态电解质的离子电导率分别为2.6×10-3 S/cm、4.0×10-3 S/cm,同比分别提高了45%、38%。且在增加体系粒子电导率的同时增强了电解质的稳定性及机械性能。将两种电解质与WO_3薄膜组装成电致变色器件时,其光调制范围分别增长了30%、15%,且有效缩减器件响应时间,着色效率分别提升了20%、32%,同时器件的循环稳定性也明显增强。
[Abstract]:An electrochromic device was prepared by adding polymer , ionic liquid and inorganic nano - particles into liquid electrolyte . A composite gel state electrolyte containing inorganic nanoparticles was prepared by adding gas - phase SiO2 nanoparticles to PMMA - based electrolyte and PMMA - SiO2 composite gel electrolyte respectively .

【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O646;TN383.1

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