绿色环保材料、节能低碳技术是目前备受关注的研究热点，而变色材料基于对光谱的调控功能逐步得到了重要应用。其中，电致变色(Electrochromism，EC)材料是指在外加电场作用下，材料对光的作用发生稳定、可逆变化的过程。长期以来，国内在电致变色技术的研发上相对滞后，开展电致变色方面的研究具有非常重要的现实意义和战略意义。　　本论文的研究，是基于电致变色离子传输机制，验证了NiO薄膜的变色机理。结合NiO薄膜变色机理、结构特征、离子传输机制，对NiO薄膜制备工艺的关键性能参数进行了理论分析。基于理论研究，进一步从实验上探索了薄膜致密性、结晶性以及形貌对NiO变色性能的影响规律，成功制备出变色效率高达71.4cm2C-1、循环寿命高达3600次的高效NiO电致变色薄膜。此外，基于当前变色材料机理分析不明确、测试技术单一的现状，本研究提出并发展了“双阶跃计时分析技术”作为一种新的测试分析方法。研究表明该方法不仅具有对变色薄膜循环稳定性和电化学活性等基本性能的精准评估能力，而且能同步扩展到对变色过程中薄膜中嵌入离子状态、数量及分布的探究与分析。因此，进一步发展双阶跃计时分析技术对推动变色材料的研究与应用都具有重要的学术意义和技术价值。主要研究内容及进展如下:　　(1)针对变色材料制备工艺的研究，解决了热处理工艺作为影响薄膜各性能的关键因素和技术难点，研究表明适当的晶体结构更有利于变色反应过程中离子的传输和结构的稳定性，是保证NiO薄膜具有较高的电化学活性、光学对比度和稳定的循环性的必要条件。明确提出了sol-gel路线在ITO玻璃衬底上制备高质量NiO薄膜的技术要求。　　(2)针对NiO变色机理的研究，揭示了晶体NiO薄膜电化学反应首先发生了NiO向Ni(OH)2转变的过程，然后Ni(OH)2向NiOOH转变产生变色效果。而非晶的NiO薄膜在KOH电解液中只发生Ni(OH)2与NiOOH之间的转变的电化学反应规律。根据反应机理，进一步解决了影响变色循环稳定性关键因素问题。研究表明NiO向Ni(OH)2转变过程的存在与否是决定循环稳定性的关键因素，为制备高循环性和好的变色性能的NiO薄膜提供了重要的依据。　　(3)针对当前测试手段单一的问题，提出并发展了以“双阶跃计时分析技术”为一种新的测试分析方法。研究表明该技术能够对NiO、WO3薄膜的循环稳定性、响应速度及化学反应活性进行评估。此外，该技术还可以对反应过程中离子的参与量与扩散特性进行同步检测。进一步，针对变色机理不明确、循环稳定性缺少有效的测试分析的问题，通过该技术提供了对薄膜中电荷的分布，变色效率(CE)及薄膜结构变化更准确地判断分析手段。使得研究者对NiO变色机理及循环稳定性有了更深更为明确的认识、该技术在其他变色材料及电化学的其他领域的拓展应用也更为有意义。