電致變色玻璃的研究進展

劉鑒寧

天津工業(yè)大學材料科學與工程學院（300387）

0 前言

電致變色玻璃的核心結(jié)構(gòu)主要包括:電致變色層、離子儲存層和電解質(zhì)層。電致變色玻璃是一種在電流和電壓的作用下能夠可逆地調(diào)節(jié)光的透射率和反射率的功能性玻璃。當電致變色玻璃的顏色發(fā)生變化時，其改變了可見光的透過率，實現(xiàn)了智能調(diào)節(jié)的功能[1]。通過對比電致變色玻璃和傳統(tǒng)型玻璃可以發(fā)現(xiàn)，電致變色玻璃可以有效地減少能量流失，更具有發(fā)展前景[2]。

1 電致變色玻璃結(jié)構(gòu)

1.1 透明導(dǎo)電層

透明導(dǎo)電層（簡稱TC）的主要作用是在電致變色層發(fā)生變色時提供電子，因此對透明導(dǎo)電層具有良好的導(dǎo)電效果[3]。

1.2 電致變色層

電致變色層(簡稱EC)是器件變色過程中的重要組成結(jié)構(gòu)，一般制備電致變色的材料要具備靈敏度高、可循環(huán)性良好等優(yōu)勢，其中，制備電致變色層的材料主要可以分為兩大類:有機變色材料和無機變色材料。

1.3 電解質(zhì)層

電解質(zhì)層（簡稱IC）的主要作用是為離子（如H+、Li+等小半徑陽離子）在變色層和儲存層之間的傳輸提供通道和介質(zhì)[4]。離子傳輸速率的快慢取決于電解質(zhì)層的離子導(dǎo)電能力，因此電解質(zhì)層的材料一般要求有較高的離子導(dǎo)電率和電子電阻率，這表明電解質(zhì)層既能傳輸導(dǎo)電離子又能阻止電子的通過。到現(xiàn)在為止，研究較多的電解質(zhì)材料有:液態(tài)電解質(zhì)、固態(tài)有機電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)。液態(tài)電解質(zhì)由于它的易于泄露、交通不便等缺點已經(jīng)基本被淘汰。固態(tài)有機電解質(zhì)的導(dǎo)電率太低，無法滿足實際的要求，故使用的范圍也十分有限。凝膠電解質(zhì)由于擁有較高的電導(dǎo)率、機械強度、良好的化學穩(wěn)定性和不易脫落等性能而被廣泛地應(yīng)用[5]。

1.4 離子儲存層

離子存儲層（IS層），又稱對電極層，它對電致變色玻璃的實際化應(yīng)用至關(guān)重要。離子儲存層的主要作用是儲存和提供變色層所需的離子，維持變色過程的平衡穩(wěn)定[6]。因此，制備離子儲存層的材料要具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和較高的離子儲存能力。現(xiàn)今，離子儲存層的材料主要包括普魯士藍（PB）、IrO2、NiOx、V2O5。其中，V2O5具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性、較高的離子儲存性能，在可見光范圍內(nèi)透光率較高，所以V2O5作為離子儲存層材料具有很高的研究價值。

2 結(jié)語

電致變色玻璃因為其節(jié)能、省電、主動可控、美觀舒適等優(yōu)點，已被全球研究人員進行研究生產(chǎn)。