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电致变色材料可以集成在电致变色器件中调制光学透射率,具有变色精确可控、记忆存储、无视觉盲角、响应速度快、变色稳定可逆、能耗极低等优点,通常应用于智能窗上,以创建低能耗与良好室内舒适度相结合的智能建筑,具有巨大的节能潜力。尽管电致变色器件已有较长研究历史,但仍有循环寿命短、响应时间过长和光强调制幅度小等缺点。因此,本文以最具应用潜力的电致变色材料氧化钨(WO3)为研究对象,利用倾斜沉积纳米制备技术和掺杂来改善提升WO3的电致变色性能,并研究了WO3薄膜在不同电解液中的衰退机制及其性能恢复。主要工作如下: 1)引入电子束蒸发倾斜沉积技术,实现可控倾斜纳米柱状结构的WO3电致变色薄膜制备,并适量掺杂TiO2材料。系统研究了7O°沉积角制备的WO3薄膜电致变色性能,包括其透过率调制、响应时间、记忆效应和循环稳定性。在此基础上,探究了TiO2掺杂浓度对倾斜沉积WO3薄膜光学调制的影响,确定最合适的掺杂浓度以提升WO3电致变色性能。 2)系统地研究了WO3薄膜在酸性电解质中电致变色性能衰败现象及其原因。研究发现在低pH值的酸溶液电解质中进行电致变色循环后,非晶WO3薄膜电致变色性能发生快速衰败,并且生成纳米片状的新物质。通过对纳米片状物质进行物理性质表征,确定纳米片的成分、产生原因和机理。此外,对纳米片状薄膜电致变色性能进行表征,包括其响应速度和电荷存储能力。 3)研究有机电解质中WO3薄膜电致变色性能演化规律。研究结果表明电致变色性能退化主要来源于着色状态的衰退,恒电流模式可实现材料电致变色性能恢复。研究分析恒定电流去离子俘获对WO3薄膜电致变色性能的影响,结果表明不同大小的恒定电流均能实现薄膜光学调制性能恢复,甚至具有更大光学调制,但对其循环伏安曲线会造成不同的影响。