Óxido de tungstênio vidro eletrocrômico

Desenvolvimento

Eletrocrômica são as mudanças na polaridade e força do campo elétrico extra que causa oxidação reversível ou redução do material, causando assim as mudanças na cor. Desde 1973, quando a S.K.Deb encontrou a eletrocrômica da WO3, ela foi pesquisada por muitos cientistas. Até 1987, a empresa Gentex introduziu esta tecnologia e é aplicada no dia a dia das pessoas, o espelho de carro eletrocrômico foi usado em alguns carros luxuosos que agora se tornaram a configuração básica de carros comuns. Em 2011, espelho de carro auto-reflexo livre produzido pela Gentex leva 87% de participação de mercado, no tempo médio óculos eletrocrômicos para vigia de avião também entrar no mercado, as vendas anuais podem chegar a 10 bilhões de dólares. No entanto, a Gentex usa material orgânico para vidro eletrocrômico, que é eletrólito líquido. É fácil de produzir e de baixo custo. Devido à instabilidade do material orgânico, ele não pode ser aplicado como óculos externos para construção.

Estrutura

Existem cinco camadas de filme fino entre os vidros eletrocrômicos que são camada condutora transparente, camada eletrocrômica, camada de eletrólito, camada de armazenamento iônico e outra camada condutora transparente.

Camada Condutiva Transparente

A camada condutora transparente é usada como material de eletrodo que funcionou como condutor para adicionar tensão para a coloração ou branqueamento do dispositivo. Sua condutividade determina a eficiência de transferência do dispositivo eletrocrômico, portanto, a camada condutora transparente precisa ter alta condutividade, transmissão óptica e estabilidade química. Usualmente é utilizado óxido semicondutor como matéria-prima, entre os quais o filme fino ITO (índio-estanho-óxido) ou óxido de zinco dopado com Al é o material ideal que é frequentemente preparado pelo método de evaporação por sputtering ou feixe de electrões.

Camada eletrocrômica

A camada eletrocrômica é a parte central do dispositivo, requer uma boa relação de contraste ótico entre estado colorido e estado de desbotamento. Para o dispositivo de exibição, requer um bom grau de contraste de cores. Exceto para material orgânico e inorgânico, material de mistura inorgânica, material de mistura orgânica e material de mistura orgânico-inorgânico são usados ​​como camada eletrocrômica, ele pode melhorar a propriedade do eletrocromismo e prolongar a vida útil do dispositivo.

Camada de condutor iônico

É uma parte importante do dispositivo eletrocrômico. Deve ter as seguintes características: fornecer gegenion para material eletrocrômico; alta condutividade; o eletrólito deve ser transparente quando o dispositivo é trabalhado no modo de transmissão; não tem corrosão na camada EC e CE e não há reação química irreversível e pode ser facilmente transformada em película fina. Eletrólito líquido e eletrólito sólido são comumente usados. O eletrólito líquido é amplamente utilizado em pesquisas como condutor de íons por sua alta condutividade, que pode fornecer uma reação eletrocrômica mais rápida, mas é inconveniente no uso. A fim de facilitar o encapsulamento e evitar a corrosão, muitas vezes usamos um condutor iônico rápido. O eletrólito sólido tem melhor capacidade de memória do circuito e é fácil de encapsular, mas o tempo de reação levará mais tempo.

Camada de armazenamento iônico

Equilibra as cargas elétricas durante o estado de coloração. Como receptor ou emissor de elétrons, possui propriedades químicas reversíveis e mistura de condutividade de íons e elétrons. Existem alguns relatos sobre o uso de óxido de tungstênio e polianilina, óxido de tungstênio e óxido de titânio, óxido de tungstênio e óxido de níquel como camada eletrocrômica, o que pode melhorar a eficiência de coloração do dispositivo, reduzir o consumo de pó.

Mecanismo Eletrocrômico

Tome coloração catódica como um exemplo, mecanismo eletrocrômico é quando não há tensão adicionada em ambos os lados do dispositivo, a camada eletrocrômica é transparente. Ao adicionar tensão a ambos os lados do dispositivo, o íon Li armazenado na camada de armazenamento iônico entra no átomo intersticial do filme WO3 fino que forma LiWO3-x, então W6 + é reduzido em W5 +, elétron absorve fóton por transição de W6 + para W5 + que causa descoloração. A equação química é: WO3 + ne- + nLi + → LinWO3.