טונגסטן אוקסיד זכוכית אלקטרו-מכנית

פיתוח

Electrochromic הוא השינויים בקוטביות ובעוצמה של שדה חשמלי נוסף אשר גורם חמצון הפיך או הפחתת חומר, ובכך גורם לשינויים בצבע. מאז 1973, כאשר ש.ק.ד. מצא אלקטרוכרומי של WO3, הוא נחקר על ידי מדענים רבים. עד 1987, חברת Gentex הציגה טכנולוגיה זו והיא מיושמת בחיי היומיום של אנשים, מראה המכונית electrochromic היה בשימוש בכמה מכוניות מפוארות אשר הפך עכשיו תצורה בסיסית של מכוניות משותפות. בשנת 2011, אוטומטי בוהק ללא מראה המכונית המיוצר על ידי Gentex לוקח 87% מנתח השוק, בזמן הממוצע משקפיים electrochromic עבור מטוס האוויר המטוס גם לבוא לשוק, מכירות שנתיות יכול להגיע 10 מיליארד דולר. עם זאת, Gentex משתמש בחומר אורגני עבור זכוכית electrochromic אשר אלקטרוליט נוזלי. זה קל לייצר בעלות נמוכה. בשל חוסר יציבות של חומר אורגני, זה לא יכול להיות מיושם כמו משקפיים החיצוניים לבנייה.

מבנה

ישנם חמישה שכבות סרט דק בין משקפיים electrochromic אשר שכבת מוליך שקוף, שכבת electrochromic, שכבת אלקטרוליט, שכבת אחסון יון ועוד שכבת מוליך שקוף.

שכבה מוליכה שקופה

שכבת מוליך שקוף משמש כחומר אלקטרודה אשר שימש כמנצח כדי להוסיף מתח עבור צביעה או הלבנה של המכשיר. מוליכות שלה קובעת יעילות העברה של מכשיר electrochromic, כך שכבת מוליך שקוף צריך מוליכות גבוהה, שידור אופטי ויציבות כימית. בדרך כלל תחמוצת חצי מוליך משמש כחומר גלם, ביניהם ITO (אינדיום פח או תחמוצת) או אל מסוממים אבץ תחמוצת הסרט הדק הוא חומר אידיאלי אשר מוכנים לעתים קרובות על ידי sputtering או אלקטרונים קרן אידוי השיטה.

שכבה אלקטרוכרומית

שכבת Electrochromic הוא החלק המרכזי של המכשיר, דורש יחס ניגודיות אופטי טוב של המדינה הצבעונית דוהה. עבור התקן התצוגה, זה דורש מידה טובה של ניגודיות צבע. למעט חומר אורגני ו אנאורגני, חומר ערבוב אורגני, חומר ערבוב אורגני אורגני-אורגני ערבוב החומר משמשים שכבת electrochromic, זה יכול לשפר את המאפיין של electrochromism ולהאריך את חיי השירות של המכשיר ..

שכבת Ion Conductor

זהו חלק חשוב של המכשיר electrochromic. זה צריך להיות את התכונות הבאות: לספק gegenion עבור electrochromic חומר; מוליכות גבוהה; אלקטרוליט צריך להיות שקוף כאשר המכשיר עובד תחת מצב שידור; אין לו קורוזיה על שכבת EC ו- CE ואין תגובה כימית בלתי הפיך והוא יכול להפוך סרט דק בקלות. אלקטרוליט נוזלי אלקטרוליט מוצק משמשים בדרך כלל. אלקטרוליט נוזלי נעשה שימוש נרחב כמוליך יון עבור המוליכות הגבוהה שלו אשר יכול לספק תגובה electrochromic מהירה יותר, אבל זה נוח לשימוש. על מנת להפוך את זה קל לתמצת ולהימנע קורוזיה, לעתים קרובות אנו משתמשים מהיר יון מנצח. אלקטרוליט מוצק יש יכולת זיכרון מעגל טוב וקל לתמצת, אבל זמן התגובה ייקח יותר.

יון שכבת אחסון

הוא מאזן את החיובים החשמליים במהלך הצביעה. כמו הלקט או פולט של האלקטרון, יש לו כימי הפיך רכוש ערבוב המוליכות של יון ואלקטרונים. ישנם כמה דיווחים על שימוש תחמוצת טונגסטן ו polyaniline, תחמוצת טונגסטן תחמוצת טיטניום, תחמוצת טונגסטן תחמוצת ניקל כמו שכבת electrochromic, אשר יכול לשפר את יעילות הצביעה של המכשיר, להפחית את צריכת האבקה.

מנגנון אלקטרוכימי

קח צביעה קתודית כדוגמה, מנגנון electrochromic הוא כאשר אין מתח נוסף על שני צדי המכשיר, השכבה electrochromic שקוף. כאשר מוסיפים מתח לשני צדדיו של המכשיר, לי יון מאוחסנים בשכבת אחסון יון נכנס אטום interstitial של WO3 סרט דק אשר יוצר LiWO3-x, ואז W6 + מופחת לתוך W5 +, אלקטרון סופג פוטון על ידי המעבר מ W6 + ל + W אשר גורם שינוי צבע. משוואה כימית היא: WO3 + ne- + nLi + → LinWO3.