电致变色智能窗具有动态调节窗户光透过率的功能,可用于节能、智能家居等领域。但目前同时具备高性能、多状态等多功能特性研究还比较少。本论文围绕α-Ni(OH)2体系、Bi-Cu可逆双金属电沉积体系开发了多功能智能窗器件,取得如下研究成果:1.可控制备高性能α-Ni(OH)2变色储能材料及智能窗研究。我们发展了基底预热处理的电沉积方法,可快速、可控地制备α-Ni(OH)2变色储能薄膜。研究结果表明:其光调制范围高达78.6%,变色速度约1s,循环稳定性>5000次,面积比电容达154.05 mF cm-2。SEM及XRD表征结果表明,基底预热处理制得的薄膜致密均匀且结晶性良好,避免了材料制备和器件变色过程中α-Ni(OH)2转变成β-Ni(OH)2,并改善沉积α-Ni(OH)2薄膜对基底的附着力,使得循环稳定性大大增加。进一步地,电化学性能表征结果表明,预热处理后Ni(OH)2薄膜具有更大的离子扩散系数,OH-离子的高效脱嵌,实现器件快速响应变色。2.柔性多状态Bi-Cu可逆双金属电沉积智能窗构建及变色机理研究。发展了阶跃电压法调控金属形核-生长-溶解过程,构建了 Bi-Cu可逆金属电沉积多状态柔性智能窗。结果表明:金属形核及溶解过程是可逆的,在电压调控策略下,该器件可实现五种状态:透明态、灰色态、黑色态、铜色镜态以及银色镜态。其光透过率调制范围可达63%,反射率调制范围>60%,且柔性兼容性好。表征结果显示:灰色态薄膜中颗粒平均尺寸>300 nm,黑色态平均颗粒尺寸>400 nm,且两种颗粒表面较为粗糙,引起等离子体共振以及多次散射吸收效果增强,使得器件呈现出中性颜色;而两种镜态对应薄膜表面光滑且颗粒形貌均匀,颗粒平均尺寸约为100 nm,器件呈现镜子态。当薄膜中的主要成分为Cu金属(即Bi:Cu=1:99)时,器件具有偏红色的反射状态;当薄膜中Bi占较高比例(Bi:Cu=2:1)时,器件呈现出银白色反光状态。3.硬质基底多状态Bi-Cu可逆金属电沉积智能窗的研制。通过电解液优化,实现了器件电致变色性能的改性。结果表明:该器件同样具有透明态、红色态、灰色态、黑色态、铜色镜态这五种状态,循环性能>600次,黑色态保色时间长达24 h,而铜镜态保色时间能>3h。表征结果显示:化学稳定性好、粘度高的凝胶电解液使金属沉积过程更可控,使得薄膜结构更加稳定。另外硬质基底会影响金属形核-生长途径,导致器件呈现出与柔性器件不相同的五种状态。