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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • 一种基于新型双(二羟丙基)紫精的高循环稳定性和高着色效率一体化电致变色器件

    摘要： 从基础研究和应用技术角度对电致变色及其相关器件已开展了数十年研究。现阶段，筛选具有优异性能的电致变色材料仍是重要课题。我们前期工作证实羟烷基紫精可呈现令人满意的电致变色行为。本文进一步合成了双(二羟烷基)紫精——1,1'-双(2,3-二羟丙基)-4,4'-联吡啶二氯化物(DHPV2+2Cl-)，并将其作为电致变色发色团分别引入基于聚乙烯醇缩丁醛(PVB)-碳酸酯和聚乙烯醇(PVA)-硼砂凝胶电解质的一体化电致变色器件(ECDs)中。研究发现：在0V至-1.0V电位范围内，PVB基凝胶ECD中的DHPV2+2Cl-能在透明态与深蓝色间可逆切换，而PVA-硼砂基器件则呈现无色至紫红色的转变。电化学光谱研究表明，PVB基凝胶ECD仅需-0.6V的低着色电压，且表现出高达301 cm2/C的高着色效率。该器件在-1.0V至0V间循环10000次后光学对比度仅下降1%，展现出优异的循环稳定性。经甘油改性的PVA-硼砂基凝胶ECD呈现紫红色并具有良好的电致变色性能。值得注意的是，我们成功制备了面积达168 cm2的大尺寸PVB基凝胶电致变色器件，在-1.5V驱动电压下12秒即可实现蓝紫色着色状态。相较于已有报道，1,1'-双(2,3-二羟丙基)紫精二氯化物展现的电致变色优势标志着有机电致变色材料的显著进步，有望为智能窗、显示器等新型电致变色器件的开发奠定基础。

    关键词： 着色效率、电致变色（EC）凝胶、稳定性、紫精、电致变色器件（ECD）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 具有电子给体-受体结构的基于2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪的电致变色酯类

    摘要： 通过将4,4',4''-三嗪-2,4,6-三基-三苯甲酸与不同醇类和酚类进行酯化反应，设计合成了十种三脚架形电致变色材料（化合物1-10）。这些材料具有2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪核心和三个酯侧臂，形成电子给体-π-受体结构。采用循环伏安法和紫外-可见光谱电化学法对1-10的电化学及光学性能进行了表征。1-10的共轭结构显著影响其电化学性质。含有部分此类化合物（1、2、4、5和10）的电致变色器件表现出强烈的颜色变化、快速切换时间（<2秒）、高光学对比度（>60%）、良好的切换稳定性、高光学密度（>1.0）以及高着色效率（>1000 cm2 C?1）。这些器件的着色状态强烈依赖于三脚架组分的共轭结构。短链长度（化合物1和2）和供电子基团（化合物4、5、8和10）有利于电致变色性能，而较长链长度（化合物3）和吸电子基团（化合物6和9）则对电致变色性能产生不利影响。

    关键词： 电子给体-受体结构、基于2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪的酯类、三脚架形电致变色材料、电致变色器件

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 用于节能建筑智能窗户的发光电致变色器件

    摘要： 为应对下一代节能建筑智能窗的挑战，研究人员开发了新型电致变色器件（ECDs）。这些器件包含近红外（NIR）区域透明的导电氧化物——铟钼氧化物（IMO），以及一种NIR发射型电解质。这种新型电解质基于溶胶-凝胶法制备的二聚氨酯交联硅氧烷主体结构，其中掺杂有短链聚己内酯（PCL(530)，530代表平均分子量g/mol）。该混合框架分别掺杂了三氟甲磺酸锂（LiTrif）与三氟甲磺酸铒（ErTrif3）的组合，或三氟甲磺酸锂与双[三氟乙酰丙酮根]水合铒(III)（[Er(tta)3(H2O)2]）的组合。ECD@LiTrif-[Er(tta)3(H2O)2]器件在1550 nm附近呈现典型的Er3?近红外发射。这些器件的性能指标包括高循环稳定性、良好可逆性及异常高的着色效率（CE=ΔOD/ΔQ，Q为插入/脱出电荷密度）。在第400次循环时，ECD@LiTrif-ErTrif3和ECD@LiTrif-[Er(tta)3(H2O)2]在555 nm波长处分别实现了-8824/+6569 cm2 C?1和-8243/+5200 cm2 C?1的CE值。

    关键词： 铒β-二酮配合物、聚(ε-己内酯)/硅氧烷杂化材料、三氟甲磺酸铒、三氟甲磺酸锂、近红外透明IMO、溶胶-凝胶法、零能耗建筑、电致变色器件

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过简易单步水热法合成的WO3薄膜制备电致变色器件

    摘要： 采用水热法制备氧化钨（WO3）纳米棒（NRs）的简易工艺仍在研发中。本研究通过单步水热合成法，在水溶液中于氧化铟锡（ITO）镀膜玻璃基底上实现了WO3 NRs的生长。通过调节丙二醇（PG）等表面活性剂浓度，精准控制了适用于电致变色（EC）应用的NRs比表面积与尺寸。通过晶体结构分析、表面形貌观测、化学成分测定及颜色亮度测量，对合成的NRs进行了表征。结果表明：增加PG含量会增大ITO基底上纳米颗粒状晶粒尺寸，证实形成了稳定的WO3薄膜直接沉积。此外，所制WO3 NRs展现出快速响应速度与高对比度，显示出优异的智能窗应用电致变色性能。进一步采用该WO3 NRs组装了2×4 cm2尺寸的电致变色器件（结构为ITO/WO3/高氯酸锂-碳酸丙烯酯-聚甲基丙烯酸甲酯-乙腈/氧化镍/ITO），该器件在可见光区具有平均光学调制能力，电致变色响应速度快（着色1.2秒/褪色1.5秒）、显色效率高（243 cm2 C?1）且循环稳定性卓越（超过20000次着色/褪色循环）。

    关键词： 纳米棒，三氧化钨，一步法，水热法，电致变色器件

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 电致变色：电化学中一个引人入胜的分支领域

    摘要： 本讲座关于电致变色及电致变色器件，首先对该领域进行简要介绍。随后概述不同类别的电致变色材料，每类均通过典型实例说明。第三部分阐述评估电致变色化合物与器件的基本参数。接着讨论各类电致变色器件或元件，同样辅以实例说明。最后两部分主题分别为电致变色技术的制造考量与实际应用案例。

    关键词： 电致变色器件、过渡金属氧化物、电致变色现象、导电聚合物、智能窗

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 采用ITO/Ag/ITO电极的创新型电致变色器件的优化性能

    摘要： 作为透明导电（TC）电极的"介质/金属/介质"（DMD）叠层薄膜，在电致变色（EC）工艺及器件中展现出优异应用性能。本研究将具有带隙结构、低电阻（7.4Ω）和高品质因数（9.9×10?3 Ω?1）的五层复合膜（IAI：50nm氧化铟锡（ITO）/5nm金属银（Ag）/30nm ITO）引入完整的五层玻璃/IAI/NiOx/LiClO?-PC-PMMA/WO?/IAI/玻璃电致变色器件（ECD）。首先分别表征了单层IAI电极及两个活性EC层（玻璃/IAI/NiOx和玻璃/IAI/WO?）的TC与EC特性，随后分析了完整五层ECD的电致变色性能。该器件实现了快速响应时间（漂白2.02秒，完全着色2.25秒）、可见光区宽幅光学调制（550nm处约55%）、长寿命（超过6000秒）、大容量、良好稳定性以及高着色效率（31.7 cm2 C?1）。ECD性能提升归因于IAI电极优异的电学与光学特性。

    关键词： 电致变色特性、电致变色器件、多层结构、聚合物凝胶电解质、透明导电材料

    更新于2025-09-24 02:57:54

  • 光学波导中的电致变色红外光调制

    摘要： 电致变色材料与器件因其可调控可见光至红外（IR）光透射率的能力而备受关注，这为智能窗的制造提供了可能。本研究提出一种基于电致变色器件（ECD）的新型光子器件，可在平面光学波导ECD中调节红外光强度。该器件通过将三氧化钨（WO3）多层ECD集成于聚合物光学波导平台实现配置，利用波导对ECD进行电学调控从而改变其光学特性——沿光波导芯传播的红外光会因WO3层载流子密度变化产生电吸收损耗，其强度以0.6分贝/毫米的消光深度被调制。实验表明：通过施加不同等级的门电压可实现离散强度衰减；周期性施加门电压可使该器件作为亚秒量级光学调制器工作。研究结果证实，这种基于ECD的光调制器新方案为平面光子集成电路及系统的发展开辟了新途径。

    关键词： 红外光调制、光波导、电致变色器件

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种多功能共轭聚合物：用于葡萄糖检测的电致变色器件与生物传感器构建

    摘要： 首个电化学聚合含噻唑并噻唑的电致变色导电聚合物实例——通过循环伏安法合成了聚(2,5-二(呋喃-2-基)噻唑并[5,4-d]噻唑)(PTTzFr)。该聚合物结构以呋喃单元为给体、噻唑并噻唑单元为受体。在ITO镀膜玻璃载玻片上制备了PTTzFr薄膜，并研究了其电化学与光电特性。该聚合物薄膜表现出可逆氧化还原行为及从橙红色到灰色的可逆电致变色特性（带隙值为1.80 eV），具有快速响应时间（0.3秒和0.4秒）以及在可见光和近红外区域的高光学对比度（460纳米处38%，1225纳米处63%）。通过将该聚合物与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)构建双类型电致变色器件(ECD)，实现了光电器件应用。所得器件在450纳米波长下200秒内保持透光率不变，展现出卓越的光学记忆性能。此外，本研究构建了含共轭聚合物(PTTzFr)的生物传感器用于葡萄糖分析，该架构为生物传感应用提供了有前景的检测系统。通过将聚合物薄膜涂覆于石墨电极表面并固定葡萄糖氧化酶，制成了葡萄糖生物传感器。该传感器成功应用于饮料中葡萄糖的测定，在优化条件下检测限低至12.8×10?3 mM，灵敏度高达65.44 μA·mM?1·cm?2。据我们所知，这是首次尝试利用电化学聚合的PTTzFr同时构建兼具优异性能的传感器与ECD，该方法显著提升了生物传感器和ECD的特性。

    关键词： 含噻唑并噻唑的导电聚合物、电致变色器件、电致变色聚合物、安培生物传感器、葡萄糖生物传感器

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 受自然启发的黄体素基电致变色显示器

    摘要： 色彩是自然界中一种标志性的视觉特征；然而，能够在不同环境刺激下触发颜色变化的能力，在动物界中仅为少数物种所独有。我们利用节肢动物和头足类动物天然的颜色变化特性——黄质素（Xa），并描述了其作为一种新型广谱电致变色材料的用途。为实现这一目标，我们探究了吸附于经聚（3,4-乙烯二氧噻吩）掺杂聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）化学修饰的氧化铟锡涂层基底上的Xa的光谱电化学特性。我们发现PEDOT:PSS与Xa之间存在协同作用，这种作用影响了其吸收光谱，且该光谱可在多个循环中调节。通过改变这两种电活性成分的比例，我们还改变了基于Xa的器件的可见颜色感知，这些器件在还原和氧化电位下分别从不同色调的红色循环至黄色。综合来看，我们的数据表明基于Xa的器件可作为新型广谱电致变色材料具有实用价值。

    关键词： 氧化还原、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐、黄体素、光谱电化学、电致变色器件

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 低功耗可拉伸有源矩阵红绿蓝（RGB）电致变色器件阵列：聚(3-甲基噻吩)/普鲁士蓝

    摘要： 我们报道了一种可拉伸有源矩阵（AM）电致变色器件（ECD）阵列的制备。该ECD由聚(3-甲基噻吩)和普鲁士蓝电极构成，采用乙腈、聚甲基丙烯酸甲酯、碳酸丙烯酯和高氯酸锂的混合凝胶电解质。该ECD显示器能根据施加电压呈现红、绿或蓝（RGB）三色，且在空气中具有高稳定性。其功耗水平较低，在-1.0 V和1.0 V时分别为331和378 μW cm-2（持续10秒），并在1.0 V时展现出201.6 cm2 C-1的高着色效率。通过干法转移工艺，使用图案化液态金属互连，将4×4 AM ECD阵列集成于可变形的Ecoflex基底上。该显示器在30%弯曲和双轴拉伸下表现出机械稳定性。有限元方法对应变分布的分析也证实ECD未承受应变，确保了阵列在形变下的稳定运行。此外，用于更高分辨率显示的可拉伸6×6 AM ECD阵列在30%双轴拉伸下同样表现出机械稳定性。本工作展示了我们这种可拉伸ECD阵列在低功耗显示器领域——包括可拉伸电子器件、可穿戴设备及电子皮肤——的巨大应用潜力。

    关键词： 电致变色器件、有源矩阵显示器、可拉伸电子器件、聚(3-甲基噻吩)、普鲁士蓝

    更新于2025-09-04 15:30:14