AgNWs-WO3柔性电致变色薄膜制备及性能研究

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1、硕士学位论文AgNWs-WO3柔性电致变色薄膜制备及性能研究PREPARATIONANDPERFORMANCEOFAGNWS-WO3FLEXIBLEELECTROCHROMICFILMS刘宏宇哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TB381学校代码：10213国际图书分类号：549.5密级：公开工学硕士学位论文AgNWs-WO3柔性电致变色薄膜制备及性能研究硕士研究生：刘宏宇导师：李垚教授申请学位：工学硕士学科：材料学所在单位：复合材料与结构研究所答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classi

2、fiedIndex:TB381U.D.C:549.5DissertationfortheMsaterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDPERFORMANCEOFAGNWS-WO3FLEXIBLEELECTROCHROMICFILMSLiuHongyuCandidate：Prof.LiYaoSupervisor：MasterofEngineeringAcademicDegreeAppliedfor：MaterialsscienceSpeciality：CenterforComposite

3、MaterialsAffiliation：June,2018DateofDefence：HarbinInstituteofTechnologyDegree-Conferring-Institution：摘要摘要电致变色薄膜作为智能材料的一种，可以在外加电场的作用下快速、可逆地改变自身光学透过率。使用银纳米线(AgNWs)透明电极替代电致变色薄膜中原有的ITO电极，不仅可以满足对于光学和电学性能要求，而且银纳米线电极具有出色的机械性能、较低的制备成本和较为成熟的制备工艺，使得电致变色薄膜能够应用在可穿戴设备、曲面显示器

4、、柔性光电子器件以及具有复杂表面航天器等领域。本文针对基于银纳米线电极的柔性电极电致变色薄膜的设计与制备展开了一系列的工作。本文首先采用溶剂热法制备得到高纯度高长径比的银纳米线。通过对反应体系中各个实验参量，包括加热温度、反应时间、形核控制剂NaCl加入量、形貌控制剂PVP分子量以及提纯方法的系统性的研究和对产物系统性的形貌表征，成功制备出长度3-100μm，直径40-80nm，长径比80-1600的高纯度、形貌尺寸均匀的一维银纳米线。本文使用所制得的平均直径50-60nm、长度50-60μm的中等长度的银纳米线制备

5、银纳米线透明电极。分别使用旋涂法和滴涂法两种方法在玻璃、PET、PC三种基底上成功制备了AgNWs/Glass、AgNWs/PET、AgNWs/PC三种透明电极。实验结果表明，使用旋涂法制备的电极由于电极表面均一性较差并且银纳米线团聚现象严重，导致电极不同位置光学透过率和方块电阻相差较大而难以满足要求；而使用滴涂法所制备的三种透明电极均一性良好，通过改变滴加的银纳米线浓度和滴加溶液滴数，成功制备出具有较高光学透过率（550nm处80%以上）和较低方块电阻（20Ω/sq以下），光学、电学综合性能与ITO较为接近的透明电

6、极。最后本文使用电子束蒸镀的方法在两种柔性银纳米线透明电极表面蒸镀一层WO3层，制备了AgNWs/PET-WO3、AgNWs/PC-WO3结构的柔性电致变色薄膜。其中300nm和400nm厚的WO3层电致变色薄膜在-0.5~0.2V的电压窗口下电致变色薄膜性能良好，光学调制率最高达80%以上，薄膜在循环500圈以后仍具有电致变色性能，具有较好的循环耐久性。此外，对薄膜机械弯折性能进行测试分析，研究发现AgNWs-WO3结构的柔性电致变色薄膜具有一定的柔性性能，薄膜在较少次数的循环弯折后，其光学调制率虽略有减小，但电致

7、变色性能保持稳定；但是在较多次数的弯折循环后，薄膜的光学调制率明显和循环稳定性等电致变色性能性衰减严重。关键词：电致变色；银纳米线；透明电极；光学透过率；方块电阻；机械性能IAbstractAbstractAsakindofsmartmaterial,anelectrochromicfilmcanrapidlyandreversiblychangeitsopticaltransmittanceundertheinfluenceofanexternalelectricfield.Theuseofsilvernanowi

8、res(AgNWs)transparentelectrodesinsteadoftheoriginalITOelectrodesintheelectrochromicfilmnotonlysatisfiestheopticalandelectricalperformancerequirements,butalsothesilvernanowir