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电致变色薄膜在信息显示器件、汽车后视镜、及建筑物、车辆、轮船和飞机等玻璃窗上等领域均具有非常广阔的应用前景。特别在建筑物幕墙上的应用,具有高效、低耗、绿色、无污染、智能化的特点,符合国民经济的可持续发展战略的要求。目前对氧化钨(WO<,3>)氧化镍(NiO)薄膜的研究主要集中在溶胶.凝胶法和磁控溅射法等方法制备的薄膜上,对电子束蒸发沉积法制备薄膜的研究很少。
本课题旨在用电子束蒸发方法制备WO<,3>/NiO电致变色的薄膜材料,通过实验研究优化其性能和工艺参数,在单层膜器件基础上进一步提出可使用真空工艺制作的复合全固态电致变色器件结构模型。
论文使用电子束蒸发方法成功制备了WO<,3>电致变色薄膜,通过大量实验和分析测试优化了薄膜电致变色性能和制备工艺参数,实验样品稳定实现了退色态、着色态的透过率差值在55%左右。着色电压4V,退色电压6V时,器件具有能够在两分钟内完全退着色的很好的变色性能。通过紫外可见光光度计,XRD等测试方法分析讨论了工艺参数对WO<,3>电致变色薄膜电致变色性能的影响。XRD测试分析结果证实,所制备的WO<,3>薄膜为非晶态。实验结果表明,较低的氧压能改善WO<,3>薄膜的电致变色性能;在一定范围内提高衬底温度能改善薄膜致变色性能。
论文研究了衬底温度和NiO薄膜电致变色性能的关系,衬底温度对薄膜的微观结构没有明显影响。通过不同温度下NiO薄膜在退着色状态下的透过率光谱分析,发现提高衬底温度能够在一定程度上提高退色态的透过率,同时也提高了着色态的透过率。但是温度过高时,薄膜的电致变色性能反而减弱,实验所得适宜的衬底温度为120℃。XRD分析表明,所制备的NiO薄膜为面心立方体结构,薄膜具有很强的择优取向性。另外本论文使用电子束蒸发方法制备了性能良好可用于电致变色器件引出电极的氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜。
最后提出了一种可使用真空工艺制作的全固态电致变色器件结构模型,并对其中存在的问题给出了解决方案。