结晶态WO3膜电致变色性能及机理

摘要

磁控溅射沉积获得的非晶态WO3膜在空气中分别加热200℃，250℃，300℃，350℃及400℃，并保温30min进行热处理。随着热处理温度的提高，非晶态WO3膜的电致变色性能下降。当热处理温度高于350℃时，非晶态转变成结晶态。着色的结晶态WO3膜在可见光谱范围（0．38～0．78μm）及太阳光谱范围（0．34～2．5μm）内吸收调制能力低于非晶态WO3膜，但是结晶态WO3膜在近红外区有较强的反射调制。基片加温到220℃以上沉积得到的WO3膜均为结晶态。这种结晶态膜的电致变色性能优于空气中热处理得到的结晶态WO3膜，但两种膜的变色性能与各自的制备温度没有明显的依赖关系。在相同的电化学测试参数条件下，结晶的WO3膜的变色响应速率低于非晶态膜。利用X射线光电子能谱（XPS）及X射线衍射分析判定，结晶态WO3膜在HCl电解液中施加电信号发生着色／退色是由于H＋的注入／抽取所致，在着色的膜中存在着W6＋，W5＋及W4＋离子。