【摘要】：電致變色是一種由外加電壓引起材料的光吸收率、透過率和反射率的可逆變化的現(xiàn)象。伴隨著電子和離子的可逆遷移,材料發(fā)生反應,產(chǎn)生明顯顏色變化,這種材料即為電致變色材料。采用電致變色材料作為工作電極,以具有離子儲存能力的材料作為對電極,電解質(zhì)處于兩層薄膜電極中間。二者以導電玻璃或者其他電極材料為基板,通過這種三明治結(jié)構(gòu)制備的器件即為電致變色器件(Electrochromic device,ECD)。這種電致變色器件具有光學調(diào)制率高,能耗低,記憶效應長久等優(yōu)點。如果匹配光傳感器,即可實現(xiàn)智能調(diào)控器件在可見光區(qū)域的透過率,達到節(jié)能舒適的目的。電致變色器件目前已經(jīng)在建筑外墻,智能窗和防眩目后視鏡等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了商業(yè)化應用。然而大部分電致變色器件所采用的電解質(zhì)依舊為液態(tài)電解質(zhì),因其存在易揮發(fā)和易泄露的風險而不能廣泛應用于實際中。本論文提出并討論了一種新型復合準固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備方法及其性能研究。采用粘性聚乙烯醇縮丁醛(Polyvinyl butyral,PVB)和改性聚乙二醇(Modified polyethylene glycol,mPEG)復合制備,通過探索材料的種類、濃度等因素對器件電致變色性能的影響,從而優(yōu)化器件各項性能。具體內(nèi)容如下:首先采用聚加成反應在聚乙二醇分子鏈終端接枝丙烯酸酯官能團,與高氯酸鋰和光引發(fā)劑等混合均勻得到mPEG預聚物。然后采用低沸點溶劑揮發(fā)法制備出多孔PVB薄膜,將上述制備的mPEG預聚物真空灌入PVB薄膜的孔內(nèi),并與電致變色層和離子儲存層制備出電致變色器件。實驗表明,這種方法制備的電解質(zhì)具有較好的粘附性,良好的光學清晰度(可見光區(qū)域透過率大于70%),離子電導率處于10-2 mS cm-1水平。研究發(fā)現(xiàn)當PVB含量為12wt%時,復合準固態(tài)聚合物電解質(zhì)的粘接強度相比于mPEG電解質(zhì)增加了 0.57倍。隨后,我們采用聚3,4-(2,2-二甲基丙烯二氧基)噻吩(PProDOT-Me2)作為工作電極,鋰鈦共摻雜氧化鎳(NiO)作為對電極,實驗制備的復合準固態(tài)聚合物電解質(zhì)作為中間離子導體制備出電致變色器件。相比于mPEG電解質(zhì)制備的ECD,這種電致變色器件可從深藍色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色透明態(tài),在585 nm處光學調(diào)制率達到43.81%,器件表現(xiàn)出了優(yōu)異的穩(wěn)定性,并能在經(jīng)過20,000次循環(huán)后保持原始光學調(diào)制率的84%,本工作為固態(tài)聚合物電解質(zhì)的進一步發(fā)展提供了參考。
【圖文】：

色示例：（ａ）大型動態(tài)調(diào)光玻璃（ＳａｇｅＧｌａｓｓ）邋；邋（ｂ）汽車電后視鏡；（ｃ）波音７８７夢想號智能變色舷窗逡逑時，對有限能源高效合理的應用也是科研工作者的一項球約３０％的能源消耗來自于建筑物的照明或調(diào)溫等裝置，的溫度對流導致的能源損耗占比３０－４０％。我國門窗的年其能耗可見一斑。在此形勢下，建筑相關(guān)行業(yè)迅速集中新，并推出了一系列因地制宜的節(jié)能產(chǎn)品或節(jié)能方案，

圖１．２電致變色薄膜聚（３，３－二乙基－３，，４－二氫－２Ｈ－二苯并噻吩）噻吩并［３，４－ｂ］邋［１，４］二氧雜環(huán)逡逑庚烯）的分子式，光譜電化學曲線以及變色照片［１，４］逡逑正如圖１．２聚（３，３－二乙基－３，４－二氫－２１＂１－二苯并噻吩）噻吩并［３，４七］［１，４］二逡逑氧雜環(huán)庚烯）（ＰＰｒ0ＤＯＴ－Ｅｔ２）薄膜所示，共軛聚合物的摻雜過程和產(chǎn)生的光學逡逑透過率變化可以形象地通過光譜電化學曲線表征［１，４］。該聚合物在著色態(tài)（或逡逑中性態(tài)）下呈藍紫色，并且在電化學氧化過程中轉(zhuǎn)變?yōu)橥噬珣B(tài)（或摻雜態(tài)），逡逑并呈現(xiàn)透明的淡藍色。著色態(tài)下的ＰＰｒ0ＤＯＴ－Ｅｔ２在可見光區(qū)域有著極強的７ＷＩ＊逡逑吸收，帶隙為１．７邋ｅＶ。初始氧化（ｐ－摻雜）在近紅外區(qū)域（約９００邋ｎｍ）產(chǎn)生新逡逑的吸收帶，這是以躍遷為代價的，并且歸因于沿著聚合物鏈產(chǎn)生的極化子逡逑３逡逑
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB34

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王曉亞;程前;黃桃;余愛水;;焙燒氣氛對LiNi_(0.5)Mn_(0.5)O_2中Li/Ni混排及電化學性能的影響[J];物理化學學報;2011年02期

2 胡行方,陳曉峰,李智勇,高濂,嚴東生;Laminated all-solid state NiO/WO_3 complementary electrochromic device[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);1997年05期

本文編號：2661092