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《溶膠凝膠法制備NiO電致變色薄膜及其性能分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、-武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要電致變色薄膜材料在外電場作用下，能夠調(diào)節(jié)其光學(xué)性能，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的功能材料，它在大型顯示器、無眩目反光鏡、電致變色存儲器件與智能窗等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。其中氧化鎳薄膜是一種陽極致色材料，可以與WO3等陰極致色材料一起組成互補(bǔ)型電致變色器件。氧化鎳薄膜不僅能夠用作電致變色層，而且還可作為離子存儲層使用。本論文采用溶膠-凝膠浸漬提拉法，以醋酸鎳為前驅(qū)體，在ITO玻璃基板上成功制備了NiO薄膜和Al摻雜NiO薄膜。通過熱分析、X射線衍射、掃描電鏡、傅里葉變換紅外光譜儀、紫外-可見-近紅
2、外分光分度儀以及電化學(xué)工作站測試了薄膜的組成、形貌、透射光譜以及電化學(xué)性能。討論了熱處理制度對NiO薄膜組成結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能以及電致變色性能的影響，探討了NiO薄膜的電致變色機(jī)理，并研究了Al摻雜對薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。主要研究成果如下：1.NiO薄膜較佳的熱處理溫度為300℃。熱處理溫度較低時，NiO以非晶態(tài)的形式存在，得到的薄膜比較疏松，孔隙較多，與基板的附著力差，薄膜容易脫落。隨著熱處理溫度的升高，薄膜與基板的附著力變好，薄膜表面的晶粒逐漸長大，結(jié)構(gòu)趨于致密，由于離子和電子在薄膜中的遷移受阻，使薄膜的電致變色性能下降。熱
3、處理溫度較高時，NiO薄膜將失去電致變色性能。2.NiO薄膜在電致變色過程中存在一個活化過程，NiO先生成Ni(OH)2，變色過程發(fā)生了Ni(OH)2向NiOOH的轉(zhuǎn)變，顏色的產(chǎn)生是由于Ni2+被氧化成Ni3+。3.在NiO薄膜中引入元素Al，可以使α-Ni(OH)2在強(qiáng)堿性溶液中穩(wěn)定存在，從而改善了薄膜的電致變色性能，同時Al的引入提高了薄膜在漂白態(tài)的透過率，改善了薄膜的光譜調(diào)制范圍。膜層厚度增加也能改善薄膜的光譜調(diào)制范圍。4.在不同溫度下制備的Al摻雜NiO薄膜的褪色響應(yīng)時間都較短（在2~4s范圍內(nèi)），而著色響應(yīng)時間比較
4、長（都大于10s），褪色響應(yīng)時間明顯小于著色響應(yīng)時間。隨著Al的引入和熱處理溫度的升高，薄膜結(jié)構(gòu)趨于致密，離子和電子在薄膜中的遷移受阻，薄膜的著/褪色響應(yīng)時間都相應(yīng)有所延長。Al摻雜NiO薄膜處于著色態(tài)時，斷開電路，該薄膜并沒有立即變?yōu)橥该鲬B(tài)，而是隨著時間的延長緩慢褪色，表明該薄膜具有一定的記憶存儲能力。關(guān)鍵詞：NiO薄膜，電致變色，溶膠-凝膠法，摻雜I----萬方數(shù)據(jù)----武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractElectrochromic(EC)materialsbelongtothefamilyofchromogen
5、icsmaterialsandareopticallyactiveastheirtransmittance,absorptionandreflectancecanbecontrolledbyapplyinganexternalfield．Theyareoneoffunctionalmaterials，whichhaveverygoodapplicationfucture．Itcanbeusedwidelyinlarge-areadisplay，glare-freemirror，depositeddevicesandsmart
6、windows．Therepresentativeofanticathodematerialsisnickeloxidewhichisemployedasananodicelectrodeinconjunctionwithelectrochromictungstenoxideascolouringelectrode．Thenickeloxidefilmscanbeusesaselectrochromiclayerandionstoragelayerofelectrochromicdevice．Inthispaper，nick
7、eloxidethinfilmsandAldopedNiOfilmsweresuecessfullypreparedviasol-gelprocessanddip-coatingmethodsonITOglasssubstrates.TheeffectsofAldopantsonthestructureandpropertiesofNiOthinfilmswereinvestigatedtooptimizetheelectrochromicperformanceofthecoatings.Thecomposition，mic
8、rostructure，morphology，transmittancespectraandelectrochemicalpropertiesofNiOthinfilmswerecharacterizedbymeansofUv-Vis-nearinfraredspectra，X-raydi
