由于能源資源緊缺,電致變色智能窗這類建筑節(jié)能材料成為研究人員關(guān)注的焦點。電致變色材料是指在外加電壓下,光學性能如透過率、吸收率、反射率、顏色等發(fā)生變化的材料。傳統(tǒng)電致變色材料僅考慮對可見光波段的遮、透光,顏色變化,響應(yīng)時間以及循環(huán)次數(shù)等性能的研究。新型智能窗為更充分的利用太陽光的能量要求材料在可見-近紅外雙波段光學性能可調(diào),實現(xiàn)對太陽光光和熱的獨立調(diào)控,從而適用于我國不同地理區(qū)域,滿足節(jié)能需求。聚苯胺是常見的電致變色材料,經(jīng)質(zhì)子酸摻雜后的聚苯胺具有顏色變化豐富、響應(yīng)時間快等優(yōu)點。但聚苯胺禁帶寬度較寬,限制了其在近紅外波段光學性能的變化。本文將金納米粒子與聚苯胺復(fù)合,拓寬了聚苯胺電致變色過程中禁帶寬度的變化范圍,成功制備了可獨立調(diào)控可見-近紅外光譜性能的Au/PANI復(fù)合材料。首先,采用電沉積方法制備不同沉積條件的聚苯胺薄膜。研究發(fā)現(xiàn),聚合時間為500s,聚合電流為0.2mA的聚苯胺對可見-近紅外透過率調(diào)控范圍最大,當施加不同電壓使薄膜處于不同氧化還原狀態(tài)時,其在540nm及1500nm處的透過率變化范圍為39%及31.1%。其次,采用溶液法合成金納米粒子,并通過滴涂法將其與聚苯胺進行復(fù)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

太陽輻射分布

能窗的理想光學模式調(diào)控：(a) 全太陽光波段透過；(b) 近紅外波段(c)可見波段不透過；(d) 全太陽光波段不透過躍遷理論[10, 11]認為電致變色過程是由電子能級躍遷決定的，是否具有吸收與導(dǎo)帶、價帶間的帶隙有關(guān)。這種新型智能窗波段及近紅外波段透過率的獨立調(diào)控，是因為這種智能窗大不同的材料具有不同的帶隙寬度，因此選擇帶隙在1.55-2.7e吸收的電致變色材料和帶隙在0.5-1.55eV之間對近紅外波段色材料復(fù)合，即可實現(xiàn)對可見及近紅外波段的獨立調(diào)控，從模式之間進行轉(zhuǎn)換。胺是一種常見的有機電致變色材料，由于其具有色彩豐富、點，常被應(yīng)用在智能窗、汽車后視鏡、電致變色顯示器、傳儲器等多個領(lǐng)域[12]。其制備方法簡單，可以通過化學法或電在引發(fā)劑或電勢的作用下聚合得到。當在酸性溶液中對聚苯還原電位時，聚苯胺的分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生由苯環(huán)向醌環(huán)的可逆薄膜會呈現(xiàn)出淺黃色、綠色、藍色等顏色。雖然聚苯胺薄膜

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文對該材料施加+2.3V 電壓時，薄膜在可見光波段透過率為 73%，近紅外波段透過率為 36%，太陽光總透過率為 54%，此時薄膜在可見波段的透過率較高，近紅外波段透過率較低，光可透過，但能量有 46%被損失，為“Cool”模式。對該材料施加+1.5V 電壓時，薄膜在可見光波段透過率為 22%，近紅外波段透過率為 7%，太陽光總透過率為 14%，此時薄膜在可見及近紅外波段透過率均較低，為“Dark”模式。該復(fù)合材料實現(xiàn)了“Dark”、“Cool”、“Bright”三種光學模式的可逆轉(zhuǎn)換，其循環(huán)次數(shù)至少可達 2000 次。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]電致變色機理的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 牛微,畢孝國,孫旭東.  材料導(dǎo)報. 2011(03)

博士論文
[1]二氧化鈰光催化劑的合成改性及其機理研究[D]. 袁賽賽.揚州大學 2018
[2]基于聚苯胺的兼容型紅外電致變色器件研究[D]. 李華.國防科學技術(shù)大學 2013
[3]光波在金屬基薄膜中的傳輸特性及應(yīng)用研究[D]. 周薇溪.復(fù)旦大學 2011

碩士論文
[1]可見波段太陽光譜儀的光譜與輻射定標研究[D]. 孫德貝.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2018
[2]用于電致變發(fā)射率器件工作電極的聚苯胺薄膜修飾電極的制備及性能研究[D]. 信聰.國防科學技術(shù)大學 2007



本文編號：3016850