【摘 要】
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电致变色是指在外加电场下,变色材料发生化学反应以及电子和离子的定向移动,引起分子结构的变化,进而对入射光产生调制,引起透过率、反射率、吸收率的变化,外观上表现为颜色的变化。电致变色器件因其功耗低、颜色变化丰富、对比度高、无视盲角等被广泛用于电子显示、智能变色窗、防眩后视镜等。传统的电致变色器件有五层结构组成,增加了器件结构复杂度和工艺难度,阻碍了层与层之间的离子传输,降低器件性能。其中透明导电层的
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电致变色是指在外加电场下,变色材料发生化学反应以及电子和离子的定向移动,引起分子结构的变化,进而对入射光产生调制,引起透过率、反射率、吸收率的变化,外观上表现为颜色的变化。电致变色器件因其功耗低、颜色变化丰富、对比度高、无视盲角等被广泛用于电子显示、智能变色窗、防眩后视镜等。传统的电致变色器件有五层结构组成,增加了器件结构复杂度和工艺难度,阻碍了层与层之间的离子传输,降低器件性能。其中透明导电层的光电性能对电致变色器件的性能至关重要,目前广泛应用的导电层材料为氧化铟锡（ITO）透明导电薄膜,其固有的脆性使其难以应用于柔性电致变色器件。碳纳米管和石墨烯具有较好的光电性能,但难以实现大面积制备,方阻一般在几十-几百欧/方。银纳米线（Ag NWs）具有优异的光电性能,但电化学稳定性差。针对传统电致变色器件多层结构的复杂性和透明导电层性能差这两种问题,本文提出了通过激光直写和选择性电化学沉积制备柔性金属镍网格透明电极,并通过水凝胶的引入,使五层结构的电致变色器件缩减为三层,进一步提高器件的机械柔性和功能稳定性。本论文的主要研究内容如下:（1）柔性、高透过率、低方阻金属镍网格基透明电极的制作:利用激光直写光刻技术制作图形化网络结构,通过选择性电化学沉积技术实现金属网络层的可控沉积,纳米压印技术将图形化金属网络电极转移至柔性衬底,制作柔性透明导电电极。金属镍层形成相互连通的致密结构,从而保证电极具有优异的光电性能及机械稳定性。在透光率高达90%时,方阻低于0.5Ω/sq。同时,可利用金属网格电极稳定的结构制作自支撑电极,自支撑电极的引入将极大降低导电层厚度（厚度仅为原来的1/10甚至1/100）,有望用于超薄柔性光电子器件。（2）基于水凝胶的三层结构柔性电致变色器件:电解质分为液态、固态和凝胶态,凝胶电解质位于液态和固态电解质之间,可以避免液态电解质封装困难和固态电解质离子迁移率低的问题。本文通过利用丙烯酰胺缩聚反应制备水凝胶电解质,其透过率高于95%,且可同时充当电解质层及透明导电层,使器件结构由五层变为至三层,避免了多层结构引起的离子迁移率低和结构的复杂性。凝胶电解质可较好的与电致变色层以及柔性金属镍网格透明导电层相结合,且同时具有优异的可弯折和拉伸性能,有望用于柔性电子显示、柔性超级电容器、柔性电池等新兴领域。
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