研究目的
研究不同氧化钨厚度的电致变色器件性能,重点关注着色效率及其与厚度的关系。
研究成果
该混合电致变色器件的着色效率随WO3厚度增加而提升,在200纳米时达到184 cm2/C的最高值(为目前报道最高)。这通过将效率公式中的表面电荷密度替换为体积电荷密度得以解释。该器件具有高光学透过率和非晶结构,适用于智能窗应用。未来工作可探索其他材料或优化界面性能。
研究不足
该研究仅限于室温沉积和特定厚度范围(44纳米至200纳米)的WO3材料。器件组装过程中的机械压制工艺可能并非适用于所有应用场景。关于着色效率依赖性的解释基于若干假设,这些假设可能未涵盖所有参数,例如电荷传输机制或缺陷密度等因素。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及制备四层电致变色器件,包含ITO、Nafion膜和WO3层。WO3和ITO薄膜采用反应式直流磁控溅射法在室温下沉积。根据比尔-朗伯定律并采用体积电荷密度的修正公式分析着色效率。
2:样品选择与数据来源:
使用钠钙玻璃基底。通过改变沉积时间(30、45、60、90、120分钟)使WO3厚度在44nm至200nm间变化,分别标记为30-G、45-G、60-G、90-G、120-G。
3:120分钟)使WO3厚度在44nm至200nm间变化,分别标记为30-G、45-G、60-G、90-G、120-G。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括配备Advanced Energy电源(MDX 1KW)的反应式直流磁控溅射系统、轮廓仪(布鲁克3D非接触式轮廓仪)、X射线衍射仪(Xpert Pro,Cu Kα辐射)、拉曼光谱仪(堀场Jobin Yvon LabRam,532nm激发)、紫外-可见分光光度计(Cary 60)、循环伏安和计时电流测试装置(Biologic SP-300)、扫描电镜。材料包括金属钨靶(纯度99.9%,尺寸380mm×127mm)、ITO靶(In:Sn=90:10,尺寸380mm×127mm)、商用Nafion 117膜(183μm厚)、氩气和氧气。
4:0)、循环伏安和计时电流测试装置(Biologic SP-300)、扫描电镜。材料包括金属钨靶(纯度9%,尺寸380mm×127mm)、ITO靶(In:
4. 实验流程与操作步骤:使用清洁玻璃基底。首先沉积ITO薄膜(400nm),再在ITO上沉积不同厚度的WO3薄膜。通过Nafion溶液胶将Nafion膜置于WO3上并机械压合,最后压合另一片ITO镀膜玻璃。通过XRD、拉曼、光学透射、循环伏安和计时电流对器件进行表征。
5:实验流程与操作步骤:
5. 数据分析方法:采用轮廓仪测量厚度。通过Tauc图评估光学带隙?;谕干渎时浠偷绾汕度肓?,利用修正的比尔-朗伯定律计算着色效率。对实验误差范围内的可重复结果进行统计分析。
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