電致變色儲能智能窗是一種兼?zhèn)渫腹饴收{(diào)節(jié)和電能儲存釋放功能的新型智能裝置,用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的建筑玻璃可以更好地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代建筑的舒適和節(jié)能。首先,這種裝置可以通過調(diào)節(jié)自身透明度的方式對來自室外的光照和熱輻射進(jìn)行控制;其次,它本身的結(jié)構(gòu)和工作原理與贗電容器相似,在調(diào)光的過程中也伴隨著電能的儲存和釋放,如果與太陽能電池等供電裝置聯(lián)動就能實(shí)現(xiàn)更為高效的節(jié)能。電極材料的性能是電致變色儲能智能窗商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵所在。本文選取負(fù)極材料WO3作為研究對象,通過納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、金屬元素?fù)诫s和結(jié)晶度控制等手段對之進(jìn)行改性研究,進(jìn)而提升其電致變色和電化學(xué)儲能性能。采用溶膠凝膠-軟模板法合成了不同比例的Nb摻雜介孔WO3薄膜,并通過一系列表征手段對其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)Nb的摻雜會改變WO3基電極的結(jié)晶度和元素價態(tài),進(jìn)而影響其電致變色及電化學(xué)儲能性能。其中,10%的Nb摻雜介孔WO3電極綜合性能最為突出,在2 A g-1的電流密度下放電比容量為74.4 mAh g-1,633 nm處的光學(xué)調(diào)控范圍為61.7%,著褪色時間分別為3.6 s和2.1 s。該電極的卓越性能主要?dú)w因于Nb摻雜導(dǎo)致的結(jié)晶性下降和氧空位濃度提升... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１傳統(tǒng)電致變色坡璃（左）及電致變色儲能坡璃（右）工作示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ?ｇｌａｓｓ?（ｌｅｆｔ）?ａｎｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ?ｅｎｅｒｇｙ??

（ｏｕｎｔｅｔｆｔｅｄｉｉｘｔｅ?ｗｏｒｋｉｎｇ?ｅｌｅｅｌｒｏｄｅ??圖１．１傳統(tǒng)電致變色坡璃（左）及電致變色儲能坡璃（右）工作示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ?ｇｌａｓｓ?（ｌｅｆｔ）?ａｎｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ?ｅｎｅｒｇｙ??ｓｔｏｒａｇｅ?ｇｌａｓｓ?（ｒｉｇｈｔ）．??１．２電致變色儲能電極與雙功能器件筒介??１．２．１電致變色儲能器件的結(jié)構(gòu)??將電致變色儲能材料與電解質(zhì)相結(jié)合且能夠獨(dú)立發(fā)揮調(diào)光和儲能作用的器??件體系可以稱為電致變色器件。在外電壓的作用下，這種器件可以逐漸由透明態(tài)??轉(zhuǎn)變?yōu)楸喂鈶B(tài)，并且在這個過程中不斷儲存能量；通過外接反向電壓或是消耗器??件中儲存的能量，兩種方式都可以實(shí)現(xiàn)器件的褪色。通常這種智能器件由五層薄??膜結(jié)構(gòu)俎成，分別是正極電致變色薄膜、負(fù)極電致變色薄膜、電解質(zhì)層和兩層透??明導(dǎo)電層（圖１．２）。??器件的正極通常由陽極電致變色材料組成。這種材料會在離子脫出時著色氧??化到高價態(tài)，在離子嵌入時褪色還原至低價態(tài)；因此陽極電致變色材料作為儲能??器件正極使用時，可以很好地實(shí)現(xiàn)充電過程著色、放電過程褪色的效果。同理，??器件負(fù)極通常使用陰極電致變色材料，在離子嵌入時著色還原至低價態(tài)，脫出時??褪色氧化至高價態(tài)。將這樣兩種性質(zhì)的材料組裝在一個器件中能很好地實(shí)現(xiàn)它們??的協(xié)同變色作用

單一波長的可見光稱為單色光，如果兩種不同顏色的單色光按照一定的強(qiáng)度比混??合可以得到白光，那么這兩種單色光就可以稱為互補(bǔ)色光，這種現(xiàn)象稱為光的互??補(bǔ)。圖１．３給出了不同顏色可見光的波長及其互補(bǔ)色光。??７６０?：?４００??ｒｅｄ?ｖｉｏｌｅｔ??ｂｌｕｅ??５９７＾＼?＾＾４９２??ｙｅｌｌｏｖｖｘ＾＾ｇｒｅｅｎ??５７７??圖１．３不同顏色可見光的波長范圍及其互補(bǔ)色光??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｈｅ?ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?ｒａｎｇｅ?ｏｆ?ｖｉｓｉｂｌｅ?ｌｉｇｈｔ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｏｌｏｒｓ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ??ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ?ｌｉｇｈｔ．??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]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)



本文編號：3113641