多彩氧化钨薄膜的红外电致变色性能研究

摘要

电致变色材料能够在可见-红外宽频谱范围内对吸收率、透过率、反射率和发射率进行动态调节,是人工调制材料光谱特征的有效手段.在实际应用场合,对于色彩(可见光)与热辐射(红外线)可控调节的需求往往并存,利用单一电致变色器件实现可见、红外双波段的光学调制性能具有重要意义.现阶段对于电致变色材料的设计主要集中于可见光谱的调节能力及颜色转变,忽略了对材料红外光谱的探究.本研究选取具有法布里-铂罗(F-P)空腔结构的多彩氧化钨薄膜进行可见-红外宽频谱电致变色探究,具有F-P空腔结构的氧化钨薄膜材料在可见光区呈现多样化、明亮的颜色,再对多彩薄膜进行图案化设计,即可得到具有各种图案的多彩薄膜,并且在外加偏压的作用下可以实现多样化的颜色转变.同时,多彩氧化钨薄膜的红外反射率也可获得明显的可控调制效果,在中波段(Medium Wave,MW)3.5 μm左右处不同颜色薄膜均可获得高于25.00％的红外调制率.本研究表明,多彩氧化钨薄膜可以实现可见-红外宽频谱的分立、可控调节,在智能窗、热管理、辐射制冷等应用领域有巨大潜力,可达到光、热性能协同调制的效果.