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电致变色膜的形成原因及工作原理
 发布时间:2013年06月03日 浏览:

 
电致变色膜是在电流作用下引起氧化还原反应,从而导致颜色变化的材料。常用电致变色膜有WO3、MoO3、NiO等无机材料,以及聚苯胺等有机材料。

玻璃表面镀电致变色膜(EC)时,必须镀透明电极(TC)、离子储存层(IS)和离子导体(IC),从而组成一个膜系镀在玻璃上,形成智能窗,或称灵巧窗。根据膜层结构,智能窗通常分为堆垛式和夹层式两种类型。

堆垛式膜层结构为:玻璃/TC1/EC/IC/IS/TC2;夹层式膜层结构为:玻璃/TC1/EC/IC/IS/TC2/玻璃。其中TC1为透明电极膜1,TC2为透明电极膜2,通常为ITO膜,EC为电致变色膜;IC为离子导体,起促进电致变色膜和离子储存层之间离子传递,而不存在电子传递过程;IS为离子储存层,在变色过程中起平衡电荷作用,具有可逆电化学性质。

夹层式不是一整块玻璃,要在两块玻璃中间镀膜,结构比较复杂,可用多种镀膜方法制备,快离子导体用一般有机物,寿命比较长。堆垛式为一个整块,结构比较简单,只能通过低温镀膜法制备,快离子导体用一般无机物,寿命比较短。

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这种玻璃电致变色原理是在涂层上通过电压时,氧化钨等氧化物的氧化状态会发生改变。通过改变电场方向和强度,即可控制变色和颜色的深浅,调节通过建筑物和汽车窗的太阳光的强度,使室内或车内光线柔和,温度舒适,故称为智能窗或灵巧窗。

WO3膜可采用溶胶凝胶法、真空蒸发沉积法、阴极溅射法和化学气相沉积法进行镀膜。

    MoO3膜的变色性能不如WO3,所以MoO3单独用于变色膜的情况很少,可将MoO3和WO3复合制备变色膜,使混合膜的光吸收峰向高光子能量方向迁移,但由于复合膜制备比单成分膜复杂,目前未广泛应用。

NiO变色膜在褪色态时太阳透过率为70%,着色态时透过率为30%,变色时呈中性灰色,和自然光明暗过程一致,适合于建筑物采光的自动控制。NiO膜可采用阴极溅射法和反应沉积法进行镀膜。

 

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