發(fā)布時間：2017-09-27 16:06

  本文關(guān)鍵詞：基于V_2O_5薄膜的電致變色器件的研究

  更多相關(guān)文章： 電致變色 濕化學(xué)法 WO_3 V_2O_5對電極的摻雜改性 光學(xué)性質(zhì) 循環(huán)穩(wěn)定性 記憶效應(yīng) 大面積薄膜的制備

【摘要】：電致變色器件是由工作電極、電解質(zhì)、對電極疊加構(gòu)成的,在外加電壓的驅(qū)動下顏色發(fā)生可逆變化。器件中的每層材料所起的作用不同,其中對電極,主要用來存儲和提供離子,因此要求具有足夠的電荷存儲量和優(yōu)良的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性。 五氧化二釩(V2O5)具有層狀結(jié)構(gòu),電荷存儲量高,常被應(yīng)用在各種儲能器件中。同時其在氧化還原狀態(tài)下透過率較高而且相差小,符合對電極材料在電致變色器件中的應(yīng)用要求。但是,研究發(fā)現(xiàn),它的電荷循環(huán)穩(wěn)定性較差,這一因素限制了它的實際應(yīng)用。我們主要通過摻雜的方法扭曲V2O5層狀結(jié)構(gòu),使其具有更多自由的空間供離子嵌入和抽出,從而提高薄膜的循環(huán)穩(wěn)定性。 實驗中采用電沉積,旋涂和噴霧等濕化學(xué)方法制備薄膜,首先利用電沉積法制備錳(Mn)摻雜的V2O5薄膜,Mn離子在電壓的驅(qū)動下嵌入V2O5結(jié)構(gòu)中。與傳統(tǒng)的濕化學(xué)方法相比,這種方法可以避免沉淀的產(chǎn)生,從而能夠得到勻平滑的復(fù)合薄膜,但Mn摻雜的V2O5薄膜在還原態(tài)具有顏色,會影響器件褪色態(tài)的透過率,而且電沉積在制備大面積時存在局限性,所以選擇鈦(Ti)元素摻雜V2O5結(jié)構(gòu),解決上述光學(xué)透過率的問題,同時達到增強薄膜與基板的粘貼性,并且提高薄膜的電荷循環(huán)穩(wěn)定性。在制備混合溶液的過程中,加入乙酸作為穩(wěn)定劑,最終得到澄清混合溶液；采用操作簡單,成本較低,適合大面積生產(chǎn)的噴霧法來制備均勻的Ti摻雜的V2O5薄膜。 分別利用沉積和旋涂的方法制備循環(huán)穩(wěn)定的普魯士藍(PB)和高透明的Ti摻雜氧化鈰(CeO2)薄膜作為對電極材料應(yīng)用在器件中。在使用濕化學(xué)方法制備薄膜時,考慮溶液的濃度,成分,溶劑等各種因素對成膜性質(zhì)的影響,選擇合適的前驅(qū)體溶液制備變色材料薄膜,并通過調(diào)節(jié)實驗參數(shù)和改變實驗流程來制備大面積均勻薄膜。 在上述的基礎(chǔ)上,利用多種對電極材料與工作電極三氧化鎢(WO3)薄膜組裝制備器件,并對器件的性質(zhì)進行表征,主要通過光學(xué)性質(zhì),著色效率,記憶效果和循環(huán)穩(wěn)定性分析上述器件的優(yōu)缺點,并探究影響電致變色性質(zhì)的因素。實驗的研究結(jié)果可以為提高材料和器件的性質(zhì)提供了數(shù)據(jù)支持和參考。
【關(guān)鍵詞】：電致變色 濕化學(xué)法 WO_3 V_2O_5對電極的摻雜改性 光學(xué)性質(zhì) 循環(huán)穩(wěn)定性 記憶效應(yīng) 大面積薄膜的制備
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O484
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 第1章 緒論11-29
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 電致變色器件12-15
• 1.3 無機電致變色材料15-18
• 1.4 電致變色材料薄膜的制備方法18-21
• 1.5 測量儀器設(shè)備21-22
• 1.6 本文設(shè)計思路22
• 參考文獻22-29
• 第2章 電化學(xué)方法制備Mn摻雜V_2O_5復(fù)合薄膜29-44
• 2.1 引言29-31
• 2.2 實驗部分31-41
• 2.2.1 實驗原料31
• 2.2.2 電沉積V_2O_5薄膜的性質(zhì)31-34
• 2.2.3 PEG改性的V_2O_5薄膜34-36
• 2.2.4 Mn摻雜V_2O_5薄膜的制備36-37
• 2.2.5 Mn摻雜V_2O_5薄膜的結(jié)構(gòu)分析37-39
• 2.2.6 Mn摻雜V_2O_5薄膜的形貌分析39
• 2.2.7 Mn摻雜V_2O_5薄膜的電化學(xué)和光學(xué)性質(zhì)39-40
• 2.2.8 Mn摻雜的V_2O_5薄膜的循環(huán)穩(wěn)定性40-41
• 2.3 本章小結(jié)41
• 參考文獻41-44
• 第3章 V_2O_5薄膜穩(wěn)定性的提高44-53
• 3.1 引言44-45
• 3.2 實驗部分45-46
• 3.2.1 實驗原料45
• 3.2.2 實驗過程45-46
• 3.3 結(jié)論與分析46-51
• 3.3.1 Ti摻雜V_2O_5薄膜的結(jié)構(gòu)分析46-49
• 3.3.2 Ti摻雜V_2O_5薄膜的電化學(xué)與光學(xué)性質(zhì)研究49-51
• 3.4 本章小結(jié)51
• 參考文獻51-53
• 第4章 噴霧法制備V_2O_5薄膜及其性質(zhì)研究53-63
• 4.1 前言53-54
• 4.2 實驗部分54-55
• 4.2.1 實驗原料54
• 4.2.2 實驗設(shè)備與薄膜制備過程54-55
• 4.3 結(jié)論與分析55-61
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)分析55-57
• 4.3.2 表面形貌57-58
• 4.3.3 電化學(xué)性質(zhì)58-60
• 4.3.4 光學(xué)性質(zhì)60-61
• 4.4 本章小結(jié)61
• 參考文獻61-63
• 第5章 電鍍法制備WO_3薄膜63-77
• 5.1 引言63-64
• 5.2 實驗部分64-69
• 5.2.1 實驗原料64-65
• 5.2.2 WO_3薄膜的納米結(jié)構(gòu)研究65-66
• 5.2.3 WO_3薄膜前驅(qū)液的制備66-67
• 5.2.4 WO_3薄膜的制備67-68
• 5.2.5 薄膜厚度對著色效率的影響68-69
• 5.3 結(jié)果與討論69-73
• 5.3.1 不同方法制備的WO_3薄膜的性質(zhì)69-71
• 5.3.2 不同方法制備的WO_3薄膜的表面形貌71-72
• 5.3.3 不同方法制備的WO_3薄膜的成分分析72-73
• 5.3.4 不同方法制備的WO_3薄膜的結(jié)構(gòu)分析73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 參考文獻74-77
• 第6章 器件的制備與研究77-94
• 6.1 引言77-78
• 6.2 實驗部分78-84
• 6.2.1 透明導(dǎo)電層78-79
• 6.2.2 工作電極：WO_3薄膜79-81
• 6.2.3 對電極：基于V_2O_5,PB和CeO_2薄膜81-84
• 6.2.4 電解液84
• 6.2.5 器件的制備84
• 6.3 結(jié)果與討論84-91
• 6.3.1 基于V_2O_5和WO_3薄膜器件的性質(zhì)84-89
• 6.3.2 基于PB和WO_3薄膜器件的性質(zhì)89-90
• 6.3.3 基于CeO_2-TiO_2和WO_3薄膜器件的性質(zhì)90-91
• 6.4 本章小結(jié)91
• 參考文獻91-94
• 課題展望94-95
• 在讀期間完成的學(xué)術(shù)論文95-96
• 致謝96

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅飛;周德鳳;楊國程;劉建偉;李朝輝;孟健;;靜電紡絲法制備V_2O_5微納米棒及光催化性能[J];無機化學(xué)學(xué)報;2013年03期

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本文編號：930593