ПОЛУЧЕНИЕ НАНОКОМПОЗИТНЫХ ЭЛЕКТРОХРОМНЫХ ПЛЕНОК WO3/rGO МЕТОДОМ СПРЕЙ-ПИРОЛИЗА НА СТЕКЛЯННЫХ ПОДЛОЖКАХ ITO


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Современное материаловедение развивается в направлении создания функциональных материалов с регулируемыми свойствами и параметрами. Особое место занимают материалы с электроуправляемыми оптическими свойствами, так называемые электрохромные пленки. Электрохромные пленки могут найти широкое применение при создании нового поколения устройств как в различных сферах электроники, так и в области возобновляемой энергетики. Одним из возможных направлений улучшения технических характеристик электрохромных пленок с практической точки зрения является их модификация углеродными наноматериалами, в частности оксидом графена (GO) и восстановленным оксидом графена (rGO). Использование GO и rGO в качестве модификатора для электрохромных материалов обусловлено рядом уникальных особенностей, а именно низкой чувствительностью к воздействию ультрафиолетового излучения, химической инертностью, высокой удельной площадью поверхности, возможностью изменения зарядового состояния, а также повышенной электропроводимостью rGO. Для получения электрохромных пленок использован метод спрей-пиролиза. Он позволяет получать композитные электрохромные пленки на основе наноразмерного триоксида вольфрама (WO3), модифицированного rGO. Были исследованы электрохимические характеристики, а также изучено влияние rGO на эффективность работы электрохромных пленок. Электрохромные пленки WO3/rGO обратимо окрашивались в фиолетовый цвет при напряжении -2,1 В, а также обладали эффектом повышения коэффициента светопропускания при положительном напряжении, равном +2 В. В процессе исследования были изучены спектральные свойства полученных нанокомпозитных электохромных пленок WO3/rGO при различных значениях электрического потенциала, а также проведена оценка их стабильного циклирования в диапазоне напряжений от -0,7 до 1 В для трехэлектродной системы измерения потенциала. Было установлено, что управляемая активация электрохромных пленок WO3/rGO, связанная с эффектом увеличения светопоглощения, находится в диапазоне напряжений от -1,6 до -2,2 В, а обратный эффект свойствен диапазону от 0 до +2 В.

Об авторах

А. В. Щегольков

Тамбовский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexxx5000@mail.ru
Россия

А. В. Щегольков

Тамбовский государственный технический университет

Email: Energynano@yandex.ru
Россия

Список литературы

  1. Granqvist C.G. Handbook of Inorganic Electrochromic Materials. Amsterdam: Elsevier Science, 1995. 633 p.
  2. Monk P.M.S., Mortimer R.J., Rosseinsky D.R. Electrochromism and electrochromic devices. New York: Cambridge University Press, 2007. 483 p.
  3. Lampert C.M. Large-area smart glass and integrated photovoltaics // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2003. Vol. 76. № 4. P. 489-499.
  4. Ge C., Wang M., Hussain S., Xu Z., Liu G., Qiao G. Electron transport and electrochromic properties of sol-gel WO3 thin films: Effect of crystallinity // Thin solid Films. 2018. Vol. 653. P. 199-125.
  5. Zhang G., Lu K., Zhang X., Yuan W., Shi M., Ning H., Tao R., Liu X., Yao R., Peng J. Effects of Annealing Temperature on Optical Films Gap of Sol-gel Tungsten Trioxide Films // Micromachines. 2018. Vol. 9. № 8. P. 377-386.
  6. Wang W., Peelaers H., Shen J.-X., Walle C.G. Carrier-induced absorption as a mechanism for electrochromism in tungsten trioxide // MRS Communications. 2018. Vol. 8. № 3. P. 926-931.
  7. Louloudakis D., Thongpan W., Mouratis K., Koudoumas E., Kiriakidis G., Singiai P. Novel Spark Method for Deposition of Metal Oxide Thin Films: Deposition o Hexagonal Tungsten Oxide // Physica Status Solidi A. 2019. Vol. 216. № 7. P. 513-519.
  8. Buch R.V., Rawal S.K., Chawla A.K. Structual, Optical and Electrochromic Properties of Sputter Deposited Tungsten Oxide Films in Argon-Helium Atmosphere // European Journal of Scientific Research. 2018. Vol. 148. № 2. P. 249-257.
  9. Hincheeranum W., Chananonnawathorn C., Horprathum M., Eiamchai P., Limwichean S., Pattansetakul V., Aimpanakit K. Omnidirectional antireflection and electrochromic properties of WO3 nanorods prepared by oblique angle deposition // AIP Conference Proceedings. 2010. P. 6423-6429.
  10. Li Y., McMaster W.A., Wei H., Chen D., Caruso R.A. Enhanced Electrochromic Properties of WO3 Nanotree-like Structures Synthesized via a Two-Step Solvothermal Process showing Promise for Electrochromic window Application // ACS Applied Nano Materials. 2018. Vol. 1. № 6. P. 2552-2558.
  11. Buch V.R., Chawla A.K., Rawal S.K. Review on electrochromic property for WO3 thin films using different deposition techniques // Materials today: Proceedings. 2016. Vol. 3. № 6. P. 1429-1437.
  12. Ren Y., Zhou X., Wang Q., Zhao G. Combined redox and plasmonic electrochromic effects in WO3/ITO double-layer films // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 2018. Vol. 85. № 3. P. 732-742.
  13. Klisch M.12-tungstosilicic acid (12-TSA) as a tungsten precursor in alcoholic solution for deposition of xWO3_1 - x_SiO2 thin films (x<0.7) exhibiting electrochromic coloration ability // Journal of Sol-Gel Science and Technology. 1998. Vol. 12. № 1. P. 21-33.
  14. Li D., Wu G., Gao G., Shen J., Huang F.-Q. Ultrafast coloring-bleaching performance of nanoporous WO3-SiO2 gasochromic films doped with Pd catalyst // ACS Applied Materials and Interfaces. 2011. Vol. 3. № 12. P. 4573-4579.
  15. Saygin-Hinczewski D., Hinczewski M., Sorar I., Tepehan F.Z., Tepehan G.G. Modeling the optical properties of WO3 and WO3-SiO2 thin films // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2008. Vol. 92. № 8. P. 821-829.
  16. Xu X.Q., Shen H., Xiong X.Y. Gasochromic effect of solgel WO3-SiO2 films with evaporated platinum catalyst // Thin Solid Films. 2002. Vol. 415. № 1-2. P. 290-295.
  17. Jellison G.E., Modine F.A. Parametrization of the optical functions ofamorphous materials in the interband region // Applied Physics Letters. 1996. Vol. 69. № 3. P. 371-373.
  18. Naseri N., Azimirad R., Akhavan O., Moshfegh A.Z. The effect of nanocrystalline tungsten oxide concentration on surface properties of dip-coated hydrophilic WO3-SiO2 thin films // Journal of Physics D: Applied Physics. 2007. Vol. 40. № 7. P. 2089-2095.
  19. Yoo S.J., Lim J.W., Sung Y.-E., Jung Y.H., Choi H.G., Kim D.K. Fast switchable electrochromic properties of tungsten oxide nanowire bundles // Applied Physics Letters. 2007. Vol. 90. № 17. P. 173126.
  20. Khalifa Z., Aly M., Abound A.A. Effects of annealing on structural, optical and electrical properties of WO3 films deposited by Sol-gel Tecnique // International Research Journal of Nanomaterials. 2013. Vol. 1. № 1. P. 1-11.
  21. Hočevar M., Bogati S., Georg A., Opara U., Krašovec A. Photoactive layer in photochromic glazing // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2017. Vol. 171. P. 85-90.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© ,