일렉트로 크로 믹 유리

개발 기록

일렉트로 크로 믹 (EC)은 적용된 전계의 극성 및 강도의 변화로 인해 물질이 가역적 인 산화 또는 환원 반응을 일으켜 색상이 변하는 현상을 말합니다. 1973 년 S.B. Deb이 WO3의 전기 변색 성을 발견 한 이후 과학자들은 끊임없이 연구하고 탐구 해왔다. 그러나 1987 년까지 미국의 Gentex가 실제로이 기술을 사람들의 삶에 도입 한 것은 아니 었습니다. 일렉트로 크로 믹 소재를 기반으로 한 자동 눈부심 방지 자동차 백미러는 일부 고급 고급형 자동차에 처음 설치되었습니다. 그것은 많은 자동차의 표준 구성이되었습니다. 2011 년에 Gentex의 자동 반사 방지 자동차 백미러는 시장의 약 87 %를 차지했으며 항공기 포트홀 용 전기 변색 유리 제품도 연간 매출 10 억 달러를 통해 시장에 성공적으로 도입되었습니다. 그러나 Gentex에서 사용되는 전기 변색 물질은 액체 전해질을 사용하는 유기 물질입니다. 생산 공정이 비교적 간단하고 비용이 저렴하지만, 유기 물질의 불안정성과 자외선의 영향으로 인해 건물 외벽 유리로 사용하기에는 적합하지 않습니다. 따라서, 최근 몇 년 동안, 유럽 및 다른 선진국은 건물의 에너지 효율을 증가의 요구를 충족하고, 적극적으로 모든 고체 전기 건물의 외부 전기 기술 유리의 넓은 지역에 적용, 기본적으로 산업화를 달성했다 개발할 수 있습니다.

일렉트로 크로 믹 유리 구조

일렉트로 유리는 일반적으로, 유리 박막층 (5)의 두 층 사이에 개재되는 바와 같이, 각각의 투명 도전 층 (ITO :의 In2O3 : 주석), 전기 변색 층 (EC : 전기 변색 층) 이온 전도 층 (전해질 층), 이온 저장 층 (IS : 이온 저장소) 및 다른 투명 전도 층.

투명한 지휘자

투명 도전 층은 주로 전기를 전도하기위한 전극 물질로 사용되며, 소자의 퇴색에 필요한 전류 또는 전압을인가하는 역할을한다. 이의 전도성은 전기 변색 장치의 스위칭 속도를 결정합니다. 따라서, 상기 층은보다 높은 전기 전도성, 가시 영역에서의 우수한 광 투과율, 및 우수한 화학적 (전기 화학적) 안정성 및 내구성을 갖는 것이 바람직하다. 통상적으로 사용되는 물질은 ITO (인듐 - 주석 - 산화물) 또는 알루미늄 - 도핑 된 산화 아연 필름이 적합한 물질 인 반도체 산화물이다. 그러한 물질의 대부분의 필름은 전자 빔 증발 및 스퍼터링과 같은 방법에 의해 제조된다.

전기 변색 층

일렉트로 크로 믹 층은 장치의 핵심 부분이며 위에서 언급 한 일렉트로 크로 믹 소재이며이 층에 대한 요구 사항은 변색 상태 및 착색 상태에서 우수한 광학적 컨트라스트입니다. 즉, 투과형 소자의 경우, 페이딩 상태는 양호한 가시 광선 투과율을 가져야하며, 착색 상태는 태양 스펙트럼에 대해 선택적 흡수 또는 반사 특성을 갖는다. 디스플레이 장치의 경우 색 대비가 좋습니다. 유기 및 무기 물질에 더하여, 일렉트로 크로 믹 재료의 성능을 향상시키기위한 중요한 방향은 혼합 유기 일렉트로 층으로서 사용된다 이제 혼합 된 무기 재료, 유기 재료와 무기 복합 재료가 있으며, 하나의 성분 물질은이 방법에 의해 개선 될 수있다 전기 변색 특성 또는 소자의 수명.

전해질 층 또는 이온 전도체 층

전기 변색 장치의 중요한 부분입니다. Electrochromic 재료에 필요한 보상 이온 제공, 보호 전도도가 높고 전자 전도도가 낮아야하며, 소자가 전송 모드에서 작동 할 때 전해액이 투명해야하며 EC 및 CE 층에 부식이 없어야합니다. 섹스, 돌이킬 수없는 화학 반응, 쉽게 필름을 형성합니다. 일반적으로 사용되는 전해질은 액체 전해질 및 고체 전해질입니다. 이온 전도체로서 가장 많이 사용되는 액체 전해질에 기초하기 때문에 높은 전도도, 전기 변색하는 빠른 응답을 제공 할 수 있으나, 불편 함이 (예컨대 불균일 착색과 같은 단점을 초래 소자 패키지의 냉동 액체 중력으로)를 사용하여 . 실제로, 박막 형성, 용이 한 패키징 및 부식 방지를 달성하기 위해, 고체 고속 이온 전도체 (FIC)가 종종 사용된다. 고체 전해질은 더 좋은 개방 회로 메모리를 가지며 포장하기 쉽지만 응답은 느립니다. 사이에 폴리머 겔 전해질이 최근 주목을 받았다. 일반적으로 사용되는 액체 전해질은 산, 알칼리 및 과염소산 바륨의 PC 용액입니다. 고체 전해질은 MgF2, LiAlF4, Ta2O5 등이다. 젤 폴리머 전해질은 주로 Nafion, Poly-AMPS 및 PEO + LiClO4를 포함합니다.

카운터 레이어 또는 이온 저장소 레이어

착색 공정에서 전하를 전자 수집기 / 이미 터로서 균형을 유지하는 역할은 가역적 인 전기 화학적 특성을 가져야하고 이온 전자 혼합 전도성을 가져야합니다. 가 산화 텅스텐 및 텅스텐 산화물 및 감청, 폴리아닐린, 산화 텅스텐 및 산화 티탄, 산화 텅스텐, 산화 니켈은 두 개의 전기 변색 층을 이용한 일렉트로 크로 믹 재료로 각각 전기 전원 장치의 층을 적용하고, 전극층으로 사용했다 또한, 대향 전극층은 소자의 착색 효율을 향상시키고 에너지 소비를 감소시킬 수있다. 두 재료의 성능은 장치의 성능을 향상시키기 위해 일치 될 수 있으며, 사용 된 전해질 층은 더 좋은 역할을하기에 적합해야합니다. 산화 텅스텐 변색 물질에 적합한 전해질은 일반적으로 리튬 염 전해질이며, k +는 프로이센 블루에 더 적합합니다.

일렉트로 크로 믹 메커니즘

예를 들어, 음극색 WO3 장치를 예로 들자면, 전기 변색 원리는 장치에 전압이 가해지지 않을 때 전기 변색 층의 초기 상태가 무색 또는 옅은 색이라는 것입니다. 전압이 디바이스를 가로 질러인가되면, 전해질 층을 통해 전기장 하에서 이온 저장 층에 기억 된 리튬 이온은 낮은 감소 W6 + 결과 공극 격자 WO3 박막, 텅스텐 브론즈 LiWO3-X에 주입 W5 +에서 W6 +에서 W5 + 로의 전자 전이는 광자를 흡수하여 변색을 일으 킵니다. 이 반응의 공식은 다음과 같습니다. WO3 + ne- + nLi + → LinWO3