论文部分内容阅读
电致变色薄膜具有连续可调的光学性能、多色彩显示、低工作电压、低能耗、无辐射、大视角等一系列特点,在信息显示、能量调控以及微波通讯等领域均具有非常广阔的应用前景。电致变色材料中TiO2具有较弱的阴极电致变色性,比较适合作电致变色器件中的离子存储层。本实验采用溶胶-凝胶法制备TiO2和Ce/Sm掺杂TiO2电致变色薄膜。Ce/Sm的掺杂是在溶胶制备过程中加入相应硝酸盐,掺杂摩尔浓度分别为2%、5%、10%、15%、20%。利用自制拉膜设备通过浸渍提拉法在导电玻璃(ITO)上涂膜,将其进行热处理后,最终制备出均匀透明的薄膜。使用XRD、TG-DTA、FT-IR、SEM等手段对TiO2粉末和薄膜进行表征,使用电化学工作站对薄膜的电致变色性能进行表征。研究讨论了TiO2薄膜电致变色性能的各影响因素以及Ce/Sm的掺杂对电色性能的影响。结果表明：Ce/Sm的掺杂有利于热处理过程中Ti02薄膜中有机物的分解,能够抑制Ti02晶粒的生长,并使TiO2由锐钛矿到金红石的开始转变温度发生滞后,由600℃升高到690℃。经250℃处理后的薄膜,均匀透明,无裂纹,循环后无斑点出现。随着TiO2薄膜厚度的增加,电致变色时薄膜颜色由浅蓝色逐渐变化为蓝色,电荷存储容量逐渐增大。当薄膜的厚度在90～120nm,电荷存储容量为18.90mC·cm-2,K值最大为0.91,电致变色可逆性最好。Ce/Sm掺杂TiO2薄膜电致变色时,颜色深浅变化不明显且无斑点出现,随着Ce/Sm掺杂浓度的增加,电流响应特性降低,Ce掺杂摩尔浓度为2%时,K值最大为0.88,薄膜变色性能较好；Sm的掺杂摩尔浓度为10%时,K值最大为0.95,薄膜变色性能最好。