กระจกไฟฟ้าทังสเตนออกไซด์

พัฒนา

Electrochromic คือการเปลี่ยนแปลงของขั้วและความแข็งแรงของสนามไฟฟ้าเสริมซึ่งทำให้เกิดการออกซิเดชั่นที่กลับด้านได้หรือการลดลงของวัสดุจึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสี ตั้งแต่ปี 1973 เมื่อ S.K.Deb พบ electrochromic ของ WO3 มันได้รับการวิจัยโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคน จนถึงปี 1987 บริษัท Gentex เปิดตัวเทคโนโลยีนี้และมันถูกนำไปใช้ในชีวิตประจำวันของผู้คนกระจกรถยนต์ไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในรถยนต์หรูหราบางคันซึ่งตอนนี้ได้กลายเป็นรูปแบบพื้นฐานของรถยนต์ทั่วไป ในปี 2011 กระจกรถยนต์ปลอดแสงสะท้อนอัตโนมัติผลิตโดย Gentex ใช้เวลา 87% ของส่วนแบ่งการตลาดในเวลาเฉลี่ยแก้ว electrochromic สำหรับช่องหน้าต่างเครื่องบินยังเข้ามาในตลาดยอดขายประจำปีสามารถเข้าถึง 10 พันล้านดอลลาร์ อย่างไรก็ตาม Gentex ใช้วัสดุอินทรีย์สำหรับแก้วไฟฟ้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ของเหลว มันง่ายในการผลิตและต้นทุนต่ำ เนื่องจากความไม่เสถียรของสารอินทรีย์จึงไม่สามารถใช้เป็นแว่นตาชั้นนอกสำหรับการสร้าง

มีฟิล์มบาง ๆ ห้าชั้นอยู่ระหว่างแว่นอิเล็กโทรโครมิกซึ่งเป็นชั้นที่มีความโปร่งใส, ชั้นที่เป็นอิเล็กโทรโครมิก, ชั้นอิเล็กโทรไลต์, ชั้นเก็บไอออนและอีกชั้นที่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่โปร่งใส

เลเยอร์นำไฟฟ้าแบบโปร่งใส

เลเยอร์นำไฟฟ้าโปร่งใสใช้เป็นวัสดุอิเล็กโทรดซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวนำเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าสำหรับการระบายสีหรือการฟอกสีของอุปกรณ์ ค่าการนำไฟฟ้าเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพการถ่ายโอนของอุปกรณ์อิเล็กโทรโครมิกดังนั้นเลเยอร์นำไฟฟ้าที่โปร่งใสจำเป็นต้องมีค่าการนำไฟฟ้าสูงการส่งผ่านแสงและความเสถียรทางเคมี โดยปกติจะใช้กึ่งตัวนำออกไซด์เป็นวัตถุดิบซึ่งฟิล์ม ITO (อินเดียม - ทิน - ออกไซด์) หรือฟิล์มบางซิงค์ออกไซด์ของ Al-doped นั้นเป็นวัสดุในอุดมคติที่มักจะเตรียมโดยวิธีการระเหยของสปัตเตอร์หรืออิเล็กตรอน

เลเยอร์ Electrochromic

ชั้น Electrochromic เป็นส่วนที่อยู่ตรงกลางของอุปกรณ์ต้องการอัตราความเปรียบต่างแสงที่ดีของสถานะสีและสถานะการซีดจาง สำหรับอุปกรณ์แสดงผลนั้นต้องการความคมชัดของสีในระดับดี ยกเว้นวัสดุอินทรีย์และอนินทรีย์วัสดุผสมอนินทรีย์วัสดุผสมอินทรีย์และวัสดุผสมอินทรีย์นินทรีย์ถูกนำมาใช้เป็นชั้น electrochromic มันสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของ electrochromism และยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์。

เลเยอร์ตัวนำไอออน

เป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กโทรโครมิก มันควรจะมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: ให้ gegenion สำหรับวัสดุ electrochromic; การนำไฟฟ้าสูง อิเล็กโทรไลต์ควรโปร่งใสเมื่ออุปกรณ์ทำงานภายใต้โหมดการส่งสัญญาณ มันไม่มีการกัดกร่อนบน EC และชั้น CE และไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีกลับไม่ได้และสามารถทำให้เป็นฟิล์มบางได้อย่างง่ายดาย มักใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวและโซลิดอิเล็กโทรด ของเหลวอิเล็กโทรไลต์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยเป็นตัวนำไอออนสำหรับการนำไฟฟ้าสูงซึ่งสามารถให้ปฏิกิริยาอิเล็กโทรโครมิกได้เร็วขึ้น แต่ก็ไม่สะดวกในการใช้งาน เพื่อให้ง่ายต่อการห่อหุ้มและหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนเรามักจะใช้ตัวนำไอออนอย่างรวดเร็ว โซลิดอิเล็กโทรไลต์มีความสามารถของหน่วยความจำวงจรที่ดีขึ้นและง่ายต่อการห่อหุ้ม แต่เวลาในการตอบสนองจะใช้เวลานาน

ชั้นจัดเก็บไอออน

มันสมดุลประจุไฟฟ้าในระหว่างการระบายสี ในฐานะที่เป็น glean หรือ emitter ของอิเล็กตรอนมันมีคุณสมบัติทางเคมีที่สามารถย้อนกลับได้และการนำความสามารถในการผสมของไอออนและอิเล็กตรอน มีรายงานบางส่วนเกี่ยวกับการใช้ทังสเตนออกไซด์และโพลินันลีน, ทังสเตนออกไซด์และไทเทเนียมออกไซด์, ทังสเตนออกไซด์และนิกเกิลออกไซด์เป็นชั้นอิเล็กโทรโครมิกซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายสีของอุปกรณ์ลดการใช้ผง

กลไก Electrochromic

ใช้สีแบบคาโธดิคเป็นตัวอย่างกลไกอิเล็กโทรโครมิกคือเมื่อไม่มีแรงดันไฟฟ้าเพิ่มบนอุปกรณ์ทั้งสองด้านเลเยอร์ไฟฟ้ามีความโปร่งใส เมื่อเพิ่มแรงดันให้กับอุปกรณ์ทั้งสองด้าน Li ion ที่ถูกเก็บไว้ในชั้นเก็บไอออนจะเข้าสู่อะตอมคั่นของฟิล์มบาง WO3 ซึ่งเป็น LiWO3-x จากนั้น W6 + จะถูกลดลงเป็น W5 + อิเล็กตรอนดูดซับโฟตอน สมการทางเคมีคือ: WO3 + ne- + nLi + → LinWO3