電致變色玻璃的研究進展

劉鑒寧

天津工業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構主要包括:電致變色層、離子儲存層和電解質層。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節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生變化時，其改變了可見光的透過率，實現了智能調節的功能[1]。通過對比電致變色玻璃和傳統型玻璃可以發現，電致變色玻璃可以有效地減少能量流失，更具有發展前景[2]。

1 電致變色玻璃結構

1.1 透明導電層

透明導電層（簡稱TC）的主要作用是在電致變色層發生變色時提供電子，因此對透明導電層具有良好的導電效果[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構，一般制備電致變色的材料要具備靈敏度高、可循環性良好等優勢，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 電解質層

電解質層（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[4]。離子傳輸速率的快慢取決于電解質層的離子導電能力，因此電解質層的材料一般要求有較高的離子導電率和電子電阻率，這表明電解質層既能傳輸導電離子又能阻止電子的通過。到現在為止，研究較多的電解質材料有:液態電解質、固態有機電解質和凝膠電解質。液態電解質由于它的易于泄露、交通不便等缺點已經基本被淘汰。固態有機電解質的導電率太低，無法滿足實際的要求，故使用的范圍也十分有限。凝膠電解質由于擁有較高的電導率、機械強度、良好的化學穩定性和不易脫落等性能而被廣泛地應用[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用至關重要。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定[6]。因此，制備離子儲存層的材料要具有良好的循環穩定性和較高的離子儲存能力。現今，離子儲存層的材料主要包括普魯士藍（PB）、IrO2、NiOx、V2O5。其中，V2O5具有良好的循環穩定性、較高的離子儲存性能，在可見光范圍內透光率較高，所以V2O5作為離子儲存層材料具有很高的研究價值。

2 結語

電致變色玻璃因為其節能、省電、主動可控、美觀舒適等優點，已被全球研究人員進行研究生產。