电致变色是指材料颜色在外电压的驱动下发生可逆性改变的现象。电致变色器件呈“三明治”结构,由工作电极和对电极以及其中的电解质层组成。其中工作电极由电致变色材料构成,起主要变色作用;对电极主要存储传输离子。二者的匹配以及稳定性直接影响着电致变色器件的产品应用。电致变色材料主要包括有机电致变色材料和无机电致变色材料。有机类聚噻吩及其衍生物由于具有变色响应时间快,透过率窗口大以及颜色可调控的优点,成为一种重要的有机电致变色材料;聚3,4-(2,2-二甲基丙烯二氧基)噻吩(PProDot-Me2)作为一种p型电致变色材料,主要是由于阴离子(如[ClO4]-)的迁入和迁出,与高分子复合,发生可逆的氧化还原反应,实现变色。但我们在对其循环稳定性测试时发现,经过2 000次循环后,循环电流下降至初始值的36.6%。对其微观形貌观(SEM)和薄膜组分(XPS)进行表征发现,随着循环的进行,薄膜形貌逐渐从疏松的网状纤维结构转变为致密的平面结构,另外,薄膜表面出现了 Cl和Li元素。我们提出了 PProDot-Me2稳定性机理。在[ClO4]迁迁入和迁出的过程中,部分离子与高分子发生了不可逆的结合,形成[PProDot-Me2]+-[ClO4]-,被高分子捕捉吸附,由于较强的离子力作用,Li+也被吸附在薄膜表面。导致纤维有效电化学活性位点被覆盖,无法继续工作。为了验证我们的猜想,我们调节循环参数,调控[ClO4]-与PProDot-Me2的结合作用,并观测其稳定性的变化。实验结果符合我们的预期。五氧化二钒(V2O5)是典型的层状结构,离子电荷存储能力强,常被用于电致变色器件中作为对电极使用,但单层膜存在循环稳定性差的问题。本文中,我们通过掺杂锰(Mn)离子来扭曲V2O5层状结构,使其提供更多的自由空间,供Li+离子迁入和迁出,从而提高薄膜的循环稳定性。首次利用电化学沉积法制备锰(Mn)掺杂V2O5复合薄膜,Mn离子在电压的驱动下,嵌入V2O5层状结构中。相比于传统的湿化学方法,该方法可以避免前驱液产生沉淀,得到均匀的复合薄膜。经过XRD,XPS和Raman的表征,我们证明了 Mn离子嵌入到了层状的V2O5结构中,扭曲了其结构,而不只是在薄膜表面沉积了一层锰。随后我们又对不同Mn掺杂比例的V2O5薄膜进行了光学性质和电化学性质的表征和分析。最后发现,当掺杂比例为Mn/V2O5=0.94时,复合薄膜表现出了优异的循环稳定性。其他的金属离子也可采用这种方法对V2O5进行掺杂,以此增加其电化学性质,与工作电极(如W03)匹配,组装得到具有较好稳定性的电致变色器件。对于电解质部分,我们开发了一种新型凝胶电解质复合膜,该电解质基于修饰过的PMMA-PEG与PVB,具有与基底很强的黏附特性。在器件内部,通过紫外光引发的聚合,得到了一种柔性、自支撑的准固态聚合物电解质(QSPE)。通过优化LiClO4/PC在QSPE电解质中的含量,我们发现当有30%的0.1 M LiClO4/PC混合其中时,得到的电解质薄膜在可见光区间(400-750nm)表现了超过70%的透过率和在室温下的电导率达到了5.23×10-6 S/cm。另外,具有纤维网状结构的PVB薄膜通过电纺技术制备得到,该结构可以实现与液态QSPE的完全复合。二者复合前后,分离电解质与基底的强度由0.05提高到了 0.31 Mpa,同时电解质保持了透明状态和较高的离子电导率(2.15×10-5 S/cm)。使用这种新型的QSPE-PVB电解质,我们与PProDot-Me2和V205电极组装了全固态电致变色器件,器件展现了很好的电致变色性能,比如较快的变色响应时间,较好的循环稳定性。这表明了这种新型凝胶电解质与电极具备较好的相容性。将PVP聚合物引入到凝胶电解质中,对于解决电致变色器件的安全性是很有意义。在最后一部分,我们提出了一种新的电致变色器件组装方法,称为内部聚合法。其中,ProDot-Me2单体用于验证该方法的可行性。也即将电致变色单体在在器件槽内部直接通过电化学聚合。器件槽由空白的ITO玻璃和V2O5-TiO2对电极组成。空白的ITO一方面用于EC薄膜沉积的基底;另一方面,也形成了一个均匀的电场用于电化学聚合。使用该方法,可以成功制备得到各种大尺寸异形的器件,得到的电致变色器件展现了良好的变色性能,尤其是其循环稳定性。利用内部聚合策略,电镀液可以精准少量地注入器件槽中,避免了传统外部聚合中的浪费问题。该器件组装策略是由我们课题组首次提出。