研究目的
研究ITO/Ag/ITO(IAI)多层膜作为电致变色器件(ECDs)中透明导电电极的应用,并优化其性能以实现更优表现。
研究成果
ITO/Ag/ITO多层膜展现出优异的光电性能,具有低电阻和高透光率,从而提升了电致变色器件的性能。该电致变色器件(ECD)响应速度快、光学调制范围广、使用寿命长且着色效率高,适用于智能窗应用。未来工作可聚焦于结构优化以实现更优的稳定性和效率。
研究不足
该研究未提及具体局限性,但潜在的优化方向可能包括进一步提高电化学双电层电容器的稳定性和循环耐久性、扩大工业应用规模,以及探索其他金属层或电解质以提升性能。
1:实验设计与方法选择:
研究采用室温直流反应磁控溅射法制备IAI多层薄膜,随后沉积NiOx和WO3电致变色层。使用聚合物凝胶电解质组装五层ECD结构(玻璃/IAI/NiOx/LiClO4-PC-PMMA/WO3/IAI/玻璃),方法学包括光学、电学及电化学特性表征。
2:样品选择与数据来源:
采用玻璃基底,经乙醇和去离子水超声清洗。样品包含IAI薄膜、NiOx/IAI、WO3/IAI及完整ECD。
3:实验设备与材料清单:
设备包括直流磁控溅射系统、超声清洗机、真空腔室、质量流量控制器、X射线衍射仪(布鲁克-AXS D8-Advance)、扫描电镜(JEOL JSM 7800F Prime、FEI Helios Nanolab600i)、原子力显微镜(Veeco Dimension 3100)、分光光度计(Bentham PVE 300)、四探针仪(Signatone)、电化学工作站(辰华仪器CHI 660E)、紫外-可见光谱仪(日立U-3010)。材料包含ITO靶材(10%SnO2+90%In2O3)、银靶(99.99%纯度)、镍靶、钨靶、碳酸丙烯酯(PC)、高氯酸锂(LiClO4)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
4:0)、分光光度计(Bentham PVE 300)、四探针仪(Signatone)、电化学工作站(辰华仪器CHI 660E)、紫外-可见光谱仪(日立U-3010)。材料包含ITO靶材(10%SnO2+90%In2O3)、银靶(99%纯度)、镍靶、钨靶、碳酸丙烯酯(PC)、高氯酸锂(LiClO4)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:基底经清洗后置于真空腔室。依次沉积IAI薄膜:底层ITO(50nm)、银层(5nm)、顶层ITO(30nm)。在IAI薄膜上沉积NiOx和WO3。制备聚合物凝胶电解质并在80°C、0.1MPa真空高压釜中组装ECD。表征手段包括掠入射XRD、XRR、SEM、AFM、光学透过率/反射率、电阻率、循环伏安、接触角及原位光学测量。
5:1MPa真空高压釜中组装ECD。表征手段包括掠入射XRD、XRR、SEM、AFM、光学透过率/反射率、电阻率、循环伏安、接触角及原位光学测量。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:使用布鲁克-EVA软件、JC-PDF数据库、FullProf-Suite、布鲁克-LEPTOS软件、SCOUT光学建模软件及标准电化学公式计算电荷密度与扩散系数。
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X-ray diffractometer
D8-Advance
Bruker-AXS
Analyzing crystal structural properties of samples using Grazing Incidence X-ray diffraction (GI-XRD) and X-Ray Reflectivity (XRR).
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Scanning Electron Microscopy
JSM 7800F Prime
JEOL
Characterizing surface morphologies including cross-section using Field Emission Gun FEG-SEM.
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FEG-SEM/FIB apparatus
Helios Nanolab600i
FEI
Characterizing surface morphologies including cross-section using dual beam.
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Atomic Force Microscopy
Dimension 3100
Veeco
Carrying out atomic force microscopy for surface analysis.
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UV-Vis spectrometer
U-3010
Hitachi
Carrying out in-situ optical transmittance with wavelength ranging from 340 nm to 1100 nm.
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Spectrometer
PVE 300
Bentham
Collecting optical transmittance and reflectance spectra in the 300 to 1100 nm wavelength range.
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Four-point probe
Signatone
Performing electrical resistivity measurements at room temperature.
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Electrochemical workstation
CHI 660E
Chen Hua Instruments
Achieving simultaneous test of cyclic voltammograms (CV) and chronoamperometry (CA).
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