Gennemsigtige uorganiske flerfarvede skærme aktiveret af zinkbaserede elektrokromiske enheder

Flerfarvede elektrokromiske displays er en af ​​de mest alsidige applikationer, fordi de kan bevare deres farvede tilstande uden behov for strømforsyning. Imidlertid, den samtidige farve af tællelaget ved betjening af et konventionelt elektrokromisk display begrænser farveoverlejringseffekterne. Derudover driften af ​​konventionelle elektrokromiske displays kræver eksterne spændinger for at udløse farve-/blegningsprocesserne, hvilket gør de konventionelle elektrokromiske displays langt fra en netto-nul energiforbrugsteknologi.

I et nyt papir udgivet i Letvidenskab og applikationer , et hold forskere, ledet af professor Abdulhakem Y. Elezzabi og Dr. Haizeng Li fra Ultrafast Optics and Nanophotonics Laboratory, Institut for Elektroteknik og Computer Engineering, University of Alberta, Canada, og kolleger har udviklet et nyt koncept for transparente flerfarvede elektrokromiske displays ved at anvende natriumionstabiliseret vanadiumoxid (SVO) nanoroder som det elektrokromiske materiale. SVO-nanoroderne er kompatible med en simpel stangbelægningsmetode til fremstilling af elektrokromiske film, når de blandes med cellulose. På grund af SVO's oxidationskarakter, den tilsatte cellulose kan nedbrydes fuldstændigt under en lav temperatur (200 ° C) for at forhindre dens indflydelse på ledningsevnen.

SVO -filmen viser reversibel flerfarvet omskiftning (orange, gul, grøn) under Zn ₂ ⁺ indsættelse (selvfarvning/afladning) og ekstraktion (blegning/opladning). Ved at udnytte SVO-filmens trefarvede (orange (gul, grøn) elektrokromiske reaktion, et elektrokromisk display blev konstrueret ved at sandwich zinkfolie mellem to SVO -elektroder. Dette display muliggør uafhængig drift af top og bund elektrokromiske elektroder, derved tilvejebringer yderligere konfigurationsfleksibilitet for enhederne ved anvendelse af to elektrokromiske lag under samme eller forskellige farvetilstande. Som sådan, farveoverlejringseffekten kan i vid udstrækning udvide farvepaletten. Ved hjælp af farveoverlejringseffekten, det konstruerede Zn-SVO elektrokromiske display viser skift mellem flere farver (orange, rav, gul, Brun, chartreuse og green) samtidig med, at halvgennemsigtighed overholdes> 30%.

Mere interessant, Zn-SVO elektrokromisk display har et potentiale med et åbent kredsløb (OCP) på 1,56 V, som muliggør en selvfarvningsadfærd og funktionalitet til energihentning. Denne OCP stammer fra redoxpotentialeforskellen mellem zinkfolien og SVO -elektroden, som giver den drivkraft, der aktiverer oxidation af Zn (dvs. fjernelse af Zn til elektrolytten) og reduktion af SVO -filmen (dvs. sammenkalkning af Zn ₂ ⁺ i SVO). Dermed, den indbyggede spænding gør det muligt for displayet at skifte farve fra orange til grønt (inklusive de fire mellemfarver) på grund af reduktionen af ​​SVO-filmen, mens der tændes for en LED.

Disse nøgleegenskaber markerer en betydelig forbedring i forhold til rapporterede elektrokromiske displays, gør Zn-SVO elektrokromiske displays lovende for omskiftelige optiske filtre, elektrokromisk indstillelig mikrooptik, og gennemsigtige displays. Denne undersøgelse repræsenterer et nyt paradigme inden for elektrokromiske displays, der potentielt kan lette nye muligheder for udvikling af høj gennemsigtighed, høj energieffektivitet, og flerfarvede displays i stort område.