电致变色材料

电致变色材料 王根萌16124549 带有列表的标题和内容版式 基本概念光电机制光电材料的性质应用前景 电致变色材料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 具有电致变色性能的材料称为电致变色材料 EC 用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件 ECD 电致变色材料分为单分子材料 无机电致变色材料和有机电致变色材料 基本概念 电致变色器件 Electrochromicdevice EDC 是将电致变色材料和粒子电解质应用在导电透明电极上 形成一种光学薄膜和电子学薄膜相结合的光电子器件 通过外界较低的驱动电压来实现可逆的颜色变化 电致变色器件可视为电化学电池 结构上是一种三明治式的多层电化学装置 其中各层均已薄膜形式出现 最典型的五层结构从下至上依次是透明导电层 电致变色层 电解质层 粒子储存层 透明导电层 电致变色是在电场作用下变色层的材料发生颜色及光透射性能的改变 光电机制 阴极变色材料主要是 B族金属氧化物 作为阴极变色材料的典型代表 WO3薄膜是人们发现最早的 也是研究最为详尽的 WO3的变色过程复杂 其机理一直存在争论 双注入模型即Faughnan模型是目前被普遍接受和应用的模型 该模型认为WO3薄膜的电致变色机理是在变色过程中由于电场的作用 阳离子和电子双注入WO3晶格空隙后产生含W的产生被认为是其变色的原因 有机小分子变色材料的典型代表就是紫罗精类化合物 该类物质在氧化还原过程中会出现颜色变换 所以又属于氧化还原型化合物 一般情况下 中性态紫罗精类化合物由于自身结构特殊性 分子内部电子迁移受到禁阻 因此颜色较浅 随着施加电位的提高 中性态结构逐渐向部分氧化态转变 最终生成稳定的二价阳离子形式 该状态下呈现无色 由于分子间存在强烈的光电转移 使得单价阳离子颜色最深 光电材料的性质 电致变色材料中电荷的注入与抽出可以通过外界电压或电流发改变而方便地实现 注入或抽出电荷的多少直接决定了材料的变色程度 调节外界电压或电流可以控制电致变色材料的致色程度通过改变电极的极性可以方便地实现着色或消色以着色材料在切断电流而不发生氧化还原反应的情况下 可以保持着着色状态 即具有记忆功能 由于电致变色材料具备优异的电致变色性能及节能环保等特性 符合未来智能材料的发展趋势 在电致变色显示器 大屏幕信息显示 灵巧窗 防炫目后视镜 电子墨水等方面都具有非常广泛的应用前景 因而受到人们的普遍关注和追捧 随着全球能源的急剧消耗和环境的不断恶化 节能环保材料吸引了人们的广泛关注 电致变色材料正是这样一种可以改变人类生活方式并且有助于合理利用能源的新型功能材料 智能防眩后视镜能够根据汽车周围环境的光照情况 自行调节电压或电流 进而改变镜面的亮度 折射率 电子墨水是一种革新信息被显示的新方法和技术 像多数传统墨水一样 电子墨水可以打印到许多表面 从弯曲塑料 聚脂膜 纸到布 和传统纸差异是电子墨水在通电时改变颜色 并且可以显示变化的图像 即像计算器或手机那样的显示