氧化鎢-氧化鎳固態互補式電致色變元件之製作與特性分析

Abstract

電致色變技術運用層面廣泛，除建築節能用玻璃外，更延伸發展出車用玻璃、航太玻璃及各類數位顯示器的使用，具有高度之穿透率使用者控制性、記憶效應、反應速度快、能源節約及穿透率變化之有效光譜範圍廣(可見光區-近紅外光區)等應用上的優點。 本研究以濺鍍法(Sputtering)在ITO玻璃基板上沉積氧化鎢及氧化鎳薄膜，以過氯酸鋰(LiClO4)粉末加上碳酸丙烯(propylene carbonate)溶劑，以及聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate)粉末調製成固態電解質封裝成互補式元件，並比較其與非互補式元件之差異；另外為提升元件之性能，在固態電解質中摻雜檸檬酸，比較使用兩種電解質之元件在穿透率、反射率、吸收率、循環伏安特性以及響應時間等性能上之差異。 實驗結果顯示元件在通以不同之工作電壓後，即有不同之著色狀態，光學性質也隨之變化。電解質在工作電壓±3.5 V時開始產生燒灼狀，顏色變化不再明顯，甚至失去元件變色的能力。互補式元件雖然變色時外觀與非互補式元件差異不大，但在穿透率的表現上卻明顯優於非互補式元件(驅動電壓3V時，在550nm之著去色差ΔT各為43.05%及70.1%)。元件在紫外光-可見光波段主要是以吸收的形式減少室外太陽光源直射室內；在近紅外光部分則是主要以反射的方式阻隔近紅外線攜帶的熱源進入室內。此外，在電解質中掺雜檸檬酸可提供更多參與反應之電荷，除了可增加電荷密度以及電荷在薄膜中之擴散率，提升反應速率外，還能增加氧化鎢薄膜對於各波段之吸收常數，增加對光和熱的阻隔作用。