电致变色材料、器件及应用研究进展.pdf

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材料导报A:综述篇
2012年7月(上)第26卷第7期
电致变色材料、器件及应用研究进展
董子尧',李昕2
(1北京服装学院材料科学与工程学院,北京100029;2北京服装学院服装材料研究开发与评价
北京市重点实验室,北京100029
摘要电致变色材料具有结构可控、色彩キ富、成本低廉、节能低耗等特点,是目前最具应用前景的智能材料
一。概述了电致变色器件的基本结构、变色机理,着重介绍了电致变色器件各层材料(透明导电层、电致变色层、电
解质层、离子储存层)的特性要求及研究现状,举例说明了其在智能窗、防昡目汽车后视镜、电子纸、传感器、军事伪装
中的应用。
关键词电致变色器件透明导电层电解质层离子储存层
Research Progress in Electrochromic Materials, Devices and Applications
DONG Ziyao, LI Xin
aboratory of Clothing Materials R& D and Assessment, Beijing Institute of Fashion Technology, Reuing 10000).
(1 School of Materials Science and Engineering, Beijing Institute of Fashion Technology, Beiiing 100029; 2 Beiiing K
is one of th
ng
structure, rich color, low cost and energy. The structure and mechanism of electrochromic device are summarized
and the progress of each layer material (transparent conductor, electrochromic, electrolyte, ion storage) is emphati
cally introduced. Besides, several important applications of electrochromic devices are listed in detail, taking smart
windows, auto dimming rearview mirror, electronic paper, sensors, military camouflage for exampl
Key words electrochromic device, transparent conductor, electrolyte, ion storage
随着地球资源的日益枯竭及人类对环境的过度影响,绿的可逆变化?。
色环保、节能低碳材料成为研究的热点,变色材料就是在这
1969年,S.K.Deb首次发现无定形W()薄膜具有电致
种形势下发展起来的新型功能性材料。变色现象有多种形变色性能,并提出了“氧空位色心”机理?,从此揭开了电致
式,如光致变色,物质在光照时发生不同颜色之间的可逆变色研究的大暮。20世纪70年代,出现了大量有关电致变
变化;热致变色2,物质在温度改变时颜色发生变化;湿致变色机理和无机电致变色材料的报道m3。后来人们发现
色,吸收水分引起物质颜色变化;压致变色,压力引起颜N()等许多过渡金属氯化物同样具有电致变色性质,在这
色变化,通常物质的聚集形态发生变化;电致变色,?,物质时期对电致变色现象的研究多局限于电子显示器件及其响
在外加电场或电流作用下发生可逆的色彩变化;溶剂致变应时间上。20世纪80年代末以来,人们发现氧化还原型和
色们,发生溶剂效应,变色物质与溶剂之间有电荷转移发生,金属螯合型有机材料也具有电致变色性能,因为有机电致变
改变了变色物质的结构形态和能级分布。其中电致变色材色材料合成方法较简易、材料成本低、颜色变化响应时间短、
料因为物质种类多、颜色变化鲜艳丰富、制备方法简单、操作颜色变化种类多,通过分子设计实现的有机电致变色材料稳
容易等特点而成为重点研究对象,将其应用在建筑、汽车、飞定性高、易于加工制作电致变色器件而成为一·个日益活跃的
机等玻璃上可调节和控制能量,具有高效、低耗、绿色、无污研究领域。常见的有机电致变色材料有紫岁精“、金属酞
染、智能的特点,符合可持续发展战略的要求
菁?、聚吡咯?、聚噻吩、聚苯胺等。这期间,美国科学
电致变色现象及其发展
家C.M. Larnpert和瑞典科学家C.Gr. Granqvist等提出了以
电致变色膜为基础的一种新型节能窗,郎智能调光窗,成为
电致变色( Eletrochromism)是指材料在交替的高低或正电致变色研究的另一个里程碑。1994年德国利用最新技术,
负外电场的作用下,通过注入或抽取电荷(离子或电子),从为德国德累斯顿储蓄银行镶嵌了欧洲第一面用电致变色玻
而在低透射率的着色状态和高透射率的消色状态之间产生璃制成的可控制外墙。2007年 PPG Aerospace公司展示
可逆变化的特殊现象,在外观性能上则表现为颜色及透明度了波音787飞机上使用的该公司的电致变色衛技术,如图
米北京市科技新星项目(2007B010);国家自然科学基金(20974005);北京市自然科学基金(2102017
董子尧:男,1985年生,硕士研究生E-mail:523409773@gg.com李听:通讯作者,女,1972年生,副研究员,硕土生导师E
mail:clylx(@bift.edu.cn