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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃鴻泰
研究生(外文):Hung-tai Huang
論文名稱:以溶膠-凝膠法製備WO3/V2O5電致色變玻璃
論文名稱(外文):Preparation of WO3/V2O5 electrochromic glassby sol-gel method
指導教授:詹志潔
指導教授(外文):Chih-Chieh Chan
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:化學工程學所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:電致色變溶膠-凝膠氧化鎢氧化釩
外文關鍵詞:tungsten oxidesol-gelvanadium oxideelectrochromic
相關次數:
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由於電致色變材料近年來快速的發展,並引起廣泛的研究與應用。因此決定商品化成功與否的關鍵,取決於元件之電致變色特性與耐候性,如響應時間、光學密度差、壽命及環境測試等。
本研究是以溶膠-凝膠法進行薄膜製備,它具有低成本的優勢,且可鍍於大面積之底材。利用不同的製備參數,探討製備氧化鎢和氧化釩薄膜之電致色變特性與耐久使用性能。找到最佳氧化鎢和氧化釩薄膜製程後,將離子儲存於氧化釩薄膜並與氧化鎢薄膜組裝成結構為Glass/ITO/WO3/electrolyte/V2O5/ITO/Glass之電致色變元件,然後評估元件之使用壽命及記憶效應。
由UV光譜分析穿透率變化,氧化鎢薄膜最佳著色能力在波長450nm變化最大值為46%,光學密度為0.33。而氧化釩薄膜最佳著色能力在波長450nm變化最大值為29%,光學密度為0.21。當驅動電壓在±2 V時,面積為2.5 cm × 4 cm的電致變色元件,其針對450nm之光穿透率變化為55% 25%,且具有良好之記憶功能;而在電量均衡的概念下,在1000 cycle的著去色反應後,仍具有變色能力。
The rapid development of electrochromic materials has draw much attention to the academic research and technological application in recent years. The key to decide the electrochromic device in commercial purpose is the electrochromic performance and durability, such as
response time, optical density change, cyclic lifetime and environmental test.
In this study, sol-gel method is adopted to prepare the
electrochromic films. It has advantages of low cost, and can be applied to large size of substrate. We use different factors of preparation to study the electrochromic performance and durability. After inserting Li+ ion into vanadium oxide film, the electrochromic device(ECD) with tungsten oxide film and vanadium oxide film is fabricated. The configuration of the device is Glass/ITO/WO3/electrolyte/V2O5/ITO/Glass. The performance of the device is evaluated by its cyclic lifetime and memory affect.
Examined by the optical transmittance of color/bleach cyclic test, the tungsten oxide film shows the maximum transmittance change at λ=450nm. It attains about 46% with the optical density change of 0.33. Under the same condition, the vanadium oxide film gives the maximum
transmittance change about 29% with the optical density change of 0.21. For the performance of the electrochromic device(ECD) with the size of 2.5 cm × 4 cm, it is found that the transmittance of the device can shift from 55% to 25% when a potential of ±2 V is applied. No deterioration is observed for up to 1000 cycles. The ECD prepared in this study also shows excellent memory characteristic.
摘要----------------------------------------------------- I
英文摘要------------------------------------------------ II
總目錄------------------------------------------------- III
圖目錄-------------------------------------------------- VI
表目錄------------------------------------------------ VIII
第一章 前言---------------------------------------------- 1
1-1 概述------------------------------------------------- 1
1-2 電致色變元件系統簡介--------------------------------- 6
1-3 研究動機及目的----------------------------------------8
第二章 文獻回顧------------------------------------------ 9
2-1 電致色變發展歷史------------------------------------- 9
2-2 電致色變材料種類-------------------------------------10
2-3 三氧化鎢薄膜介紹------------------------------------ 13
2-4 五氧化二釩薄膜薄膜介紹------------------------------ 17
2-5電致色變薄膜製備法比較--------------------------------18
2-6 溶膠凝膠法------------------------------------------ 19
2-6-1 溶膠-凝膠法的歷史-------------------------------- 19
2-6-2 溶膠-凝膠法原理---------------------------------- 19
2-7 互補式電致色變元件系統------------------------------ 20
第三章 實驗方法與步驟----------------------------------- 23
3-1 研究方法-------------------------------------------- 23
3-2 實驗步驟-------------------------------------------- 25
3-2-1 三氧化鎢(WO3)薄膜製備---------------------------- 25
3-2-2 五氧化二釩(V2O5)薄膜製備------------------------- 25
3-2-3 電致色變元件之製作--------------------------------26
3-3 薄膜電致色變性質分析-------------------------------- 27
3-3-1 可見紫外光光譜量測------------------------------- 27
3-3-2 階梯電位分析------------------------------------- 27
3-3-3 光學密度變化與著色效益--------------------------- 29
3-4 薄膜基本物性分析------------------------------------ 29
3-4-1 薄膜厚度量測/薄膜表面型態分析-------------------- 29
3-4-2 薄膜晶相分析------------------------------------- 30
3-5 元件之壽命評估---------------------------------------30
3-6 記憶性分析------------------------------------------ 30
3-7 藥品與儀器------------------------------------------ 30
3-7-1 實驗藥品----------------------------------------- 30
3-7-2 儀器--------------------------------------------- 31
3-7-3 基材前處理--------------------------------------- 31
第四章 結果與討論--------------------------------------- 32
4-1 WO3薄膜製程參數對於電致色變性質之影響----------------32
4-1-1 雙氧水濃度影響----------------------------------- 32
4-1-1-1 可見光穿透率變化的比較------------------------ 32
4-1-1-2 響應時間分析-----------------------------------34
4-1-1-3 著色效益分析---------------------------------- 34
4-1-1-4 薄膜表面結構及厚度分析------------------------ 35
4-1-1-5 晶相分析-------------------------------------- 36
4-1-2 鍍膜層數影響------------------------------------- 37
4-1-2-1 可見光穿透率變化的比較------------------------ 37
4-1-2-2 響應時間分析---------------------------------- 37
4-1-2-3 著色效益分析---------------------------------- 38
4-1-3 WO3最佳條件之壽命分析---------------------------- 39
4-2 V2O5薄膜製程參數對於電致色變性質之影響-------------- 40
4-2-1 鍍膜層數影響------------------------------------- 40
4-2-1-1 可見光穿透率變化的比較------------------------ 40
4-2-1-2 響應時間分析---------------------------------- 41
4-2-1-3 著色效益分析---------------------------------- 42
4-2-2 煅燒溫度影響------------------------------------- 43
4-2-2-1 可見光穿透率變化的比較-------------------------43
4-2-2-2 響應時間分析-----------------------------------44
4-2-2-3 著色效益分析-----------------------------------44
4-2-2-4 薄膜表面結構與厚度分析------------------------ 45
4-2-2-5 晶相分析-------------------------------------- 46
4-2-3 V2O5最佳條件之壽命分析--------------------------- 47
4-3 封裝結果分析---------------------------------------- 48
4-3-1 封裝UV光源照射條件------------------------------- 48
4-3-2 封裝元件擺置時間及密封性測試--------------------- 50
4-4 元件效能分析---------------------------------------- 51
4-5 元件壽命分析---------------------------------------- 54
4-6 元件記憶性分析-------------------------------------- 58
第五章 結論與展望----------------------------------------59
5-1 結論------------------------------------------------ 59
5-2 未來展望-------------------------------------------- 60
參考文獻------------------------------------------------ 61
致謝---------------------------------------------------- 65
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