Электрохромный эффект (продолжение 2)

Наиболее широко используются электрохромные пленочные системы на основе оксида вольфрама (WO3).Недостатком электрохромной ячейки на основе WO3 является то, что WO3, находящийся в контакте с электролитом, подвержен коррозионному и электроэрозионному воздействию. На протяжении 30 лет были перепробованы десятки способов защиты слоя WO3: инертные протекторные пленки, проницаемые только для протонов; органические электролиты с ионом лития вместо иона водорода; твердые и полимерные электролиты. Частично нейтрализовать коррозию удалось, но здесь на первый план выступила деградация электрохромных свойств WO3. На уровне ближнего порядка в аморфных пленках WO3 происходят фазовые превращения с изменением симметрии, а это уже носит энтропийный (необратимый) характер. Альтернативой пленкам WO3 могут служить пленочные системы на основе пентаоксида ниобия (Nb2O5), которые практически не подвержены деградации.
Первые электрохромные устройства были изготовлены в 1969 г. компанией Deb. К середине 1970-х электрохромные устройства разрабатывались для применения их в дисплеях. Электрохромные технологии, основанные на виологенах и оксиде вольфрама, начали активно развивать лишь в 1980-х годах для создания автомобильных зеркал заднего вида. В 1990-х годах несколько компаний начали разрабатывать устройства для применения в области архитектурного остекления. Электрохромные устройства — устройства, изменяющие прозрачность материала при подаче напряжения, способные контролировать количество пропускаемого света и тепла. Обычно подача напряжения необходима только для изменения степени прозрачности, но после того, как состояние изменилось, система практически не потребляет ток для поддержания достигнутого состояния. У окон затемнение возникает по краям и перемещается внутрь. Это медленный процесс, занимающий от десятков секунд до нескольких минут в зависимости от размеров окна («радужный эффект»).
Основой электрохромных устройств являются оптически прозрачные носители с прозрачным электропроводным слоем. В качестве носителей обычно используют кварцевые пластины или стекло, на которые наносится электропроводный слой (SnO2, In2O3, ITO (In2O3 + SnO2)), поверх которого наносится вакуумной конденсацией, например, магнетронным распылением) электрохромный слой. Между электрохромным слоем и электропроводным слоем размещается жидкий или полимерный электролит. Электролитом, например, может быть смесь из серной кислоты, органического спирта и пигмента (TiO2). Однако электрохромные устройства с жидким электролитом имеют крайне низкую стабильность. Применение полностью твердотельного элемента перспективно по нескольким причинам: — не требуется герметизации и запаивания жидких материалов и электролитов (электролит играет роль механической подложки); — электрохимические реакции в твердом теле реже сопровождаются побочными реакциями; — заряд и разряд большинства твердотельных батарей имеют самоограничение, что упрощает схемные решения устройств электрического питания;- производство может базироваться на хорошо развитой полупроводниковой технологии; — твердому электрохромному материалу потребление тока требуется лишь на короткое время (для переключения), поэтому устройства на основе твердых электрохромных пленок следует считать более надежными, чем жидкостные системы.

<-Назад         Окончание->