串联结构ECD的设计。鸣谢:邵等近年来，工程师们一直在开发各种各样的创新和有前途的电子设备。其中包括电致变色设备(ECD)，这种系统可以以可逆的方式控制光学属性，如光的透射、吸收、反射或发射。ECD可以有许多有趣的应用，例如制造智能窗户，提高建筑物、镜子和电子设备替代显示器的能源效率。近年来开发的许多电致变色装置利用固态无机或有机材料(例如Ta2O5和ZrO2)作为电解质。
已经发现固态电致变色器件对于智能窗户的创建特别有前途。尽管如此，已经发现这些装置获得有限的离子扩散速度，这导致它们随着时间的推移非常缓慢地着色和漂白。
中国科学院的研究人员最近开发了一种新的电致变色设备，可以快速切换颜色，从而大大优于以前提出的解决方案。这些设备发表在《自然电子》杂志的一篇论文中，基于他们设计的全固态串联结构。
“我们报告了基于全固态串联结构的快速开关电致变色设备，并使用质子作为扩散物种，”韦泽·邵和他的同事在他们的论文中写道。“我们使用三氧化钨(WO3)作为电致变色材料，聚(3，4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)作为固态质子源。”
研究人员评估了他们在一系列初始测试中开发的结构，发现它获得了非常有前途的结果，但具有较低的对比度(即，其光的开和关透射率之间略有差异)。为了克服这一限制，他们在PEDOT:PSS层上引入了固体聚合物电解质层。这一层有效地向PEDOT:PSS提供了钠离子，而pu通过被称为离子交换的过程将质子嵌入WO3层。
“由此产生的电致变色器件表现出高对比度(在650纳米时超过90%)，fas响应(在0.7秒内着色至90%，在0.9秒内脱色至65%，在7.1秒内脱色至90%)，良好的着色效率(在670纳米时为109 cm2·C-1)和优异的循环稳定性(在3000次循环后对比度下降不到10%)，”研究人员在他们的论文中解释道。
为了展示他们开发的电致变色设备的可扩展性和潜力，邵和他的同事们用它们创建了30x40 cm2大面积的柔性结构。他们成功创建这些结构的事实表明，他们的设备可以有效地用于构建各种尺寸的智能窗户。
在未来，这组研究人员展示的电致变色设备可以在不同的现实世界环境中引入和测试。除了利用它们制造智能窗户，工程师们还可以利用它们开发新的信息显示器和三态光学设备。
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