電致變色(Electrochromism, EC)原理

電致變色定義

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　　電致變色是指材料的光學屬性（反射率、透過率、吸收率等）在外加電場的作用下發生穩定、可逆的顏色變化的現象，在外觀上表現為顏色和透明度的可逆變化。具有電致變色性能的材料稱為電致變色材料，用電致變色材料做成的器件稱為電致變色器件。

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電致變色材料

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　　電致變色材料分為無機電致變色材料和有機電致變色材料。無機電致變色材料的典型代表是三氧化鎢，目前，以WO3為功能材料的電致變色器件已經產業化。而有機電致變色材料主要有聚噻吩類及其衍生物、紫羅精類、四硫富瓦烯、金屬酞菁類化合物等。以紫羅精類為功能材料的電致變色材料已經得到實際應用。

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電致變色的工作原理

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　　電致變色材料在外加電場作用下發生電化學氧化還原反應，得失電子，使材料的顏色發生變化。

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電致變色器件的典型結構

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?　 器件結構從上到下分別為：玻璃或透明基底材料、透明導電層（如：ITO）、電致變色層、電解質層、離子存儲層、透明導電層（如：ITO）、玻璃或透明基底材料。 　　器件工作時，在兩個透明導電層之間加上一定的電壓，電致變色層材料在電壓作用下發生氧化還原反應，顏色發生變化；而電解質層則由特殊的導電材料組成，如包含有高氯酸鋰、高氯酸納等的溶液或固體電解質材料；離子存儲層在電致變色材料發生氧化還原反應時起到儲存相應的反離子，保持整個體系電荷平衡的作用，離子存儲層也可以為一種與前面一層電致變色材料變色性能相反的電致變色材料，這樣可以起到顏色疊加或互補的作用。如：電致變色層材料采用的是陽極氧化變色材料，則離子存儲層可采用陰極還原變色材料。

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電致變色技術的應用

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　　電致變色智能玻璃在電場作用下具有光吸收透過的可調節性，可選擇性地吸收或反射外界的熱輻射和內部的熱的擴散，減少辦公大樓和民用住宅在夏季保持涼爽和冬季保持溫暖而必須消耗的大量能源。同時起到改善自然光照程度、防窺的目的。解決現代不斷惡化的城市光污染問題。是節能建筑材料的一個發展方向。

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　　電致變色材料具有雙穩態的性能，用電致變色材料做成的電致變色顯示器件不僅不需要背光燈，而且顯示靜態圖象后，只要顯示內容不變化，就不會耗電，達到節能的目的。電致變色顯示器與其它顯示器相比具有無視盲角、對比度高等優點。

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　　用電致變色材料制備的自動防眩目后視鏡，可以通過電子感應系統，根據外來光的強度調節反射光的強度，達到防眩目的作用，使駕駛更加安全。

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　　電致變色智能玻璃能以較低的電壓（2-5V）和較低的功率調節汽車、飛機內部的光線強度，使旅途更加舒適。 目前，電致變色調光玻璃已經在一些高檔轎車和飛機上得到應用。

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電致變色的發展歷史

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　　◆早在20世紀30年代就有關于電致變色的初步報道。

　　◆20世紀60年代，Plant在研究有機染料時發現有電致變色的現象，并進行了研究。

　　◆1969年，S.K.Deb首次使用無定形WO3薄膜制備了電致變色器件，并提出了"氧空位色心"機理。

　　◆20世紀70年代，出現了大量有關電致變色機理和無機電致變色材料的報道。

　　◆80年代末以來，新型有機電致變色材料合成和電致變色器件的制備成為一個日益活躍的研究領域。這期間，美國科學家C.M.Lampert和瑞典科學家C.G.Granqvist等人提出了以電致變色膜為基礎的一種新型節能窗，即靈巧節能調光窗(Smart window)，成為電致變色研究的另一個里程碑。

　　◆1999年，Stadt Sparkasse儲蓄銀行為德國德累斯頓的一座新建筑物。這座大樓擁有歐洲第一面用電致變色玻璃制成的可控制外墻。 　

??? ◆2004年1月，英國倫敦的瑞士再保險大廈玻璃幕墻使用電致變色技術。

　　◆2005年1月，法拉利Superamerica敞篷跑車的擋風玻璃和頂棚玻璃采用了電致變色技術。

　　◆2008年7月，波音787客機客艙窗玻璃淘汰了機械式舷窗遮陽板，采用了電致變色技術。

　　◆2009年10月，國內首個關于電致變色的綜合性網站電致變色網成立。

　　◆2009年12月15日，波音787夢幻客機試飛成功。

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電致變色國際會議(International Meetings on Electrochromism, IME)

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IME-1

1994年10月19日—21日，威尼斯，穆拉諾島

1st International Meeting on Electrochromism (IME-1), Murano-Venice, Italy, October 19-21, 1994.

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IME-2

1996年10月，圣地亞哥

2nd International Meeting on Electrochromism (IME-2), San Diego, October, 1996.

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IME-3

1998年9月，英國，倫敦

3rd International Meeting on Electrochromism (IME-3), London, Septemper, 1998.

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IME-4

2000年8月21日—23日，瑞典，烏普薩拉

4th International Meeting on Electrochromism (IME-4), Uppsals, Sweden, August 21-23, 2000.

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IME-5

2002年8月6日—9日，美國，科羅拉多州

5th International Meeting on Electrochromism (IME-5), Golden, Colorado, USA, Aug. 6-9, 2002.

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IME-6

2004年8月19日—9月2日，捷克斯洛伐克，布爾諾

6th International Meeting on Electrochromism (IME-6), Brno, Czech Republic, August 19-Septemper 2, 2004.

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IME-7

2006年9月3日—7日，土耳其，伊斯坦布爾

7th International Meeting on Electrochromism (IME-7), Istanbul, Turkey, Septemper 3-7, 2006.

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IME-8

2008年8月24日—28日，韓國，首爾

8th International Meeting on Electrochromism (IME-8), Seoul, Korea, August 24-28, 2008.

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IME-9

2010年9月5日—9日，法國，波爾多

9th International Meeting on Electrochromism (IME-9), Bordeaux, France, September 5-9, 2010

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IME-10

2012年8月12日—16日，美國，密歇根

The Tenth International Meeting on Electrochromism (IME-10), Holland, Michigan,USA. August 12-16, 2012