电致变色器件结构

光学中的一道光环--电致变色摘要随着现代化进程的高速发展，技术革新在各个领域如雨后春笋般出现。

备受瞩目的就是：电致发光、电致发光、太阳能等技术在世界各国勃勃兴起。

它的革新除了本行业的进步，也为其它的领域的发展提供了一个重要的契机。

近些年电致发光是一项研究很热门的一个领域。

电致变色的材料有很多种，可以在材料类型上进行分类，如无机变色材料，有机变色材料。

不同的材料在不同的条件下，所表现出来的功能有很大的差异，同时变色材料在一定程度上都有各自的缺陷，我们需要进行更深入的对其探讨、研究，以便做出出色的成果。

本文在参阅国内外对变色材料的研究的文献基础上，对电致变色这一现象进行深入的探讨。

了解电致变色的工作机理，材料组成，以及不同材料的优缺点，以便以后对电致变色的研究打下良好的基础。

太多关键字：技术革新，电致发光，电致发光，太阳能，变色材料，应用趋势，工作机理关键词 3-5就可以了绪论随着电致变色技术在汽车、建筑、印刷等大领域的广泛应用，我国电致变色技术研究出现了一个空前的热潮，石墨烯纳米材料、透明电极、导电聚合物等高科技产品和物质不断被开发出来。

许多的专家对变色材料进行深入的研究，并使许多的材料投入使用，起到巨大的经济效益。

而现实中，变色材料体现出他特有的性能，得到广大消费者的青睐。

为消费者提供便利的同时，促进了变色材料的新革命。

1电致变色的介绍1.1电致变色的概念电致变色(Electrochromism, EC)是指材料在紫外、可见光或(和)近红外区域的光学属性(透射率、反射率或吸收率)在外加电场作用下产生稳定的可逆变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。

具有电致变色性能的材料称为电致变色材料。

用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。

1.2 电致变色的工作原理电致变色材料在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应，得失电子，使材料的颜色发生变化。

器件结构从上到下分别为：玻璃或透明基底材料、透明导电层（如：ITO）、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层（如：ITO）、玻璃或透明基底材料器件工作时，在两个透明导电层之间加上一定的电压，电致变色层材料在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化；而电解质层则由特殊的导电材料组成，如包含有高氯酸锂、高氯酸纳等的溶液或固体电解质材料；离子存储层在电致变色材料发生氧化还原反应时起到储存相应的反离子，保持整个体系电荷平衡的作用，离子存储层也可以为一种与前面一层电致变色材料变色性能相反的电致变色材料，这样可以起到颜色叠加或互补的作用。

电致变色的原理和器件结构2010-10-19电致变色(eletrochromism,EC)是指材料在交替的高低或正负外电场的作用下，通过注进或抽取电荷(离子或电子)，从而在低透射率的致色状态或高透色率的消色状态之间产生可逆变化的一种特殊现象，在外观性能上则表现为颜色及透明度的可逆变化。

自从20世纪60年代国外学者Plant首先提出电致变色概念以来，电致变色现象就引起了人们广泛关注。

电致变色器件在诸多领域的巨大应用潜力，吸引了世界上很多国家不仅在应用基础研究，而且更在实用器件的研究上投人了大量的职员和资金，以求在这方面取得突破。

1.电致变色的发展历史电致变色是在电流或电场的作用下,材料发生可逆变色的现象。

早在20世纪30年代就有关于电致变色的初步报道。

从20世纪60年代国外学者Plant首先提出电致变色概念以来，电致变色现象引起了人们的广泛关注。

1969年Deb 首次用无定型WO3薄膜制作电致变色器件，并提出了"氧空位机理"，Deb也因此被以为是这一现象的发现者。

后来在70年代人们发现MoO3、TiO2、IrO、NiO等很多过渡金属氧化物同样具有电致变色性质，并意识到电致变色现象独特的优点和潜伏的应用远景，出现了大量的有关电致变色机理和无机变色材料的报道。

70年代中期到80年代初期,对电致变色现象的研究多局限于电子显示器件及其响应时间上。

在此期间,美国科学家mpert和瑞典科学家C.G.Granqvist等提出了以电致变色膜为基础的一种新型节能窗,称为灵巧窗―smartwindow。

80年代以来，有机变色材料的研究和变色器件的制备成为一个日益活跃的研究领域，积极寻找和竞相研究电致变色材料已成为该年代材料科学界迅速兴起的热门。

mpert提出的灵巧窗被以为是电致变色研究的一个里程碑。

1994年第一届国际电致变色会议召开，会议讨论内容涉及电致变色器件，材料的电致变色特性，电致变色应用中的电解质，以及电致变色器件中的导电聚合物等。

EC电致变⾊玻璃材料⽬录第⼀章总论 (1)⼀、项⽬概况 (1)⼆、项⽬提出的过程与理由....................................................... 错误!未定义书签。

三、报告编制依据......................................................................... 错误!未定义书签。

第⼆章项⽬建设背景及必要性 .............................错误!未定义书签。

⼀、省实施新材料产业振兴计划.............................................. 错误!未定义书签。

⼆、ITO透明导电膜玻璃概况 ................................................... 错误!未定义书签。

三、项⽬提出的外部环境简述 .................................................. 错误!未定义书签。

四、项⽬建设必要性 .................................................................... 错误!未定义书签。

第三章市场分析及建设容......................................错误!未定义书签。

⼀、市场环境分析......................................................................... 错误!未定义书签。

⼆、建设容与规模......................................................................... 错误!未定义书签。

第四章⽣产技术及产品⽅案..................................错误!未定义书签。

1 紫罗精的氧化还原态及颜色可逆互变机理电致变色器件的组成
变色材料由于将导电性层、电离
质装配而成电致变色器件,而
变色器件的结构如图2所示。

透(TransparentConductor，也称透明电极简称
为器件与外电源的电接触，提供电致变色层与离子储存层之间电子的输出与输入，要求电极光透性良好，可见
图3 电致变色材料的应用
电致变色智能窗
电致变色智能窗通过自动调控色彩、调光和调温，能起到改善自然光照程度、防偷窥的目的。

其具备了高效率、低能耗、绿色环保型、人性化设计的优点
定程度降低了传统建筑的能源负担,以满足当前节约减是节能建筑材料的新发展方向。

目前，电致变色玻璃主要运用在高级办公、商用、汽车等应用领域，有可能取代部分现有窗帘而占据一定市场份额，存在很大的市场发展空间。

全自动防眩目汽车后视镜
通常开车的人都清楚，在夜间尾随车辆的强光照射
图2 电致变色器件基本结构图
中国设备工程 2023.01 (下)
电致变色服饰利用可控电场或电流来使服装的色彩能够随意地发生变化。

而智能电致变色服饰目前在国外。

电致变色材料一、定义：电致变色是指材料的光学属性（反射率、透过率、吸收率等）在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。

工作原理：电致变色材料在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应，得失电子，使材料的颜色发生变化，器件工作时，在两个透明导电层之间加上一定的电压，电致变色层材料在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化；而电解质层则由特殊的导电材料组成，如包含有高氯酸锂、高氯酸纳等的溶液或固体电解质材料；离子存储层在电致变色材料发生氧化还原反应时起到储存相应的反离子，保持整个体系电荷平衡的作用，离子存储层也可以为一种与前面一层电致变色材料变色性能相反的电致变色材料，这样可以起到颜色叠加或互补的作用。

如：电致变色层材料采用的是阳极氧化变色材料，则离子存储层可采用阴极还原变色材料。

二、电致变色材料的分类1.无机电致变色材料和有机电致变色材料2.无机电致变色材料(三氧化钨（WO3）、五氧化二钒（V2O5）、氧化镍（NIO）、二氧化钛（TIO2）)等。

3.有机电致变色材料（有机小分子电致变色材料、高分子电致变色材料）三、电致变色器件及性能指标电致变色器件的典型结构：器件结构从上到下分别为：玻璃或透明基底材料、透明导电层（如：ITO）、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层（如：ITO）、玻璃或透明基底材料。

按结构分类：1.溶液型电致变色器件（有机小分子）2.半溶液型电致变色器件（芳香类紫精化合物、含有甲氧基的芴类化合物）等。

3.固态电致变色器件（金属氧化物、普鲁士蓝、含有有机酸基团的紫精以及导电高分子）。

四、电致变色器件性能1.电致变色反差2.电致变色效率3.开关速度4.稳定性5.光学记忆五、电致变色材料应用领域电致变色智能玻璃电致变色智能玻璃在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，可选择性地吸收或反射外界的热辐射和内部的热的扩散，减少办公大楼和民用住宅在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须消耗的大量能源。