研究目的
开发一种以聚噻吩和PCBM为活性材料的快速、灵活的全有机电致变色器件，旨在提升开关速度、着色效率、颜色对比度和循环寿命等性能参数。
研究成果
该柔性有机电致变色器件具有快速响应（500毫秒）、高着色效率（321平方厘米/库仑）、良好对比度（50%）及超过250次循环的稳定性。其工作机理为：PCBM作为电子存储介质促进P3HT的偏压诱导氧化还原切换，从而实现更快的断电态响应。该器件在通电状态下红外吸收增强，还展现出作为热滤光片的潜力。
研究不足
设备性能主要在玻璃基板上进行评估以便于表征，同时定性展示了柔性器件。潜在的局限性包括大面积应用的扩展性以及在反复弯曲条件下的长期耐久性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用柔性PET基底，以P3HT和PCBM为活性材料制备三明治结构的电致变色器件。通过光谱（拉曼与紫外-可见）及电化学技术探究其开关机制与性能表现。
2：样品选择与数据来源：
使用Sigma-Aldrich和Alfa Aesar提供的商用化学品，包括P3HT、PCBM、DCB、ACN、PEO和LiClO4。分别在玻璃和PET基底上制备器件进行表征。
3：实验设备与材料清单：
紫外-可见分光光度计（Cary 60，安捷伦）、拉曼光谱仪（LABRAM HR）、用于电化学测量的Keithley 2450工作站，以及P3HT、PCBM、DCB、ACN、PEO、LiClO4、ITO涂层PET基底等材料。
4：ITO涂层PET基底等材料。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：将P3HT和PCBM溶液用涡旋仪溶于DCB中。在ITO涂层PET基底上依次制备PCBM和P3HT层，并设置LiClO4/PEO电解质层。施加偏压（±1 V）时进行原位紫外-可见与拉曼光谱监测颜色切换及振动变化，通过方波脉冲测量计时电流法与开关动力学。
5：数据分析方法：
根据特定公式由透射率值计算色差对比度，通过光学密度与电荷密度变化确定着色效率。分析光谱数据以识别氧化还原态与作用机制。
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UV-vis spectrophotometer
Cary 60
Agilent
Recording transmission spectra of the electrochromic device to monitor absorbance changes under bias.
Cary 60 UV-Vis Spectrophotometer
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Workstation
Keithley 2450
Keithley
Conducting electrochemical measurements such as chronoamperometry and switching kinetics.
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Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)
P3HT, regioregular
Sigma-Aldrich
Acting as the p-type electrochromic material that switches color between magenta and transparent states via redox processes.
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[6,6]-Phenyl-C61-butyric acid methyl ester
PCBM
Sigma-Aldrich
Acting as the n-type material that facilitates electron storage and improves switching speed in the electrochromic device.
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1,2-Dichlorobenzene
DCB, anhydrous
Sigma-Aldrich
Solvent for preparing P3HT and PCBM solutions.
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Acetonitrile
ACN, anhydrous
Sigma-Aldrich
Used in the experimental process, likely for cleaning or as a solvent component.
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Lithium perchlorate
LiClO4
Sigma-Aldrich
Used in the electrolyte to provide ions for charge balancing during redox switching.
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Raman spectrometer
LABRAM HR
Performing in situ Raman spectroscopy to investigate vibrational properties and redox states of the materials under bias.
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Poly(ethylene oxide)
PEO, MW = 100,000
Alfa Aesar
Forming the electrolyte matrix with LiClO4 to stabilize polarons and facilitate ion movement.
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Indium tin oxide-coated polyethylene terephthalate
ITO-coated PET
Serving as the flexible substrate for device fabrication, providing conductive electrodes.
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