电致变色玻璃的研究进展

刘鉴宁

天津工业大学材料科学与工程学院（300387）

0 前言

电致变色玻璃的核心结构主要包括:电致变色层、离子储存层和电解质层。电致变色玻璃是一种在电流和电压的作用下能够可逆地调节光的透射率和反射率的功能性玻璃。当电致变色玻璃的颜色发生变化时，其改变了可见光的透过率，实现了智能调节的功能[1]。通过对比电致变色玻璃和传统型玻璃可以发现，电致变色玻璃可以有效地减少能量流失，更具有发展前景[2]。

1 电致变色玻璃结构

1.1 透明导电层

透明导电层（简称TC）的主要作用是在电致变色层发生变色时提供电子，因此对透明导电层具有良好的导电效果[3]。

1.2 电致变色层

电致变色层(简称EC)是器件变色过程中的重要组成结构，一般制备电致变色的材料要具备灵敏度高、可循环性良好等优势，其中，制备电致变色层的材料主要可以分为两大类:有机变色材料和无机变色材料。

1.3 电解质层

电解质层（简称IC）的主要作用是为离子（如H+、Li+等小半径阳离子）在变色层和储存层之间的传输提供通道和介质[4]。离子传输速率的快慢取决于电解质层的离子导电能力，因此电解质层的材料一般要求有较高的离子导电率和电子电阻率，这表明电解质层既能传输导电离子又能阻止电子的通过。到现在为止，研究较多的电解质材料有:液态电解质、固态有机电解质和凝胶电解质。液态电解质由于它的易于泄露、交通不便等缺点已经基本被淘汰。固态有机电解质的导电率太低，无法满足实际的要求，故使用的范围也十分有限。凝胶电解质由于拥有较高的电导率、机械强度、良好的化学稳定性和不易脱落等性能而被广泛地应用[5]。

1.4 离子储存层

离子存储层（IS层），又称对电极层，它对电致变色玻璃的实际化应用至关重要。离子储存层的主要作用是储存和提供变色层所需的离子，维持变色过程的平衡稳定[6]。因此，制备离子储存层的材料要具有良好的循环稳定性和较高的离子储存能力。现今，离子储存层的材料主要包括普鲁士蓝（PB）、IrO2、NiOx、V2O5。其中，V2O5具有良好的循环稳定性、较高的离子储存性能，在可见光范围内透光率较高，所以V2O5作为离子储存层材料具有很高的研究价值。

2 结语

电致变色玻璃因为其节能、省电、主动可控、美观舒适等优点，已被全球研究人员进行研究生产。