氧化钨薄膜材料是一类应用非常广泛的功能材料，具有十分广阔的应用前景。该材料可用于电致变色显示、电致变色灵巧窗以及电致变色无眩反光镜等。在不同的应用领域，对电致变色薄膜材料的各项性能有不同的要求。WO₃电致变色薄膜的研究虽然已经十分广泛，但在实际应用中还存在很多问题，需要进一步深入的研究。本论文在前人研究工作的基础上，运用溶胶凝胶法，采用两条不同的工艺路线制备了两组氧化钨薄膜。通过多种测试手段对WO₃薄膜的显微结构、光学性能、电化学性能，尤其是电致变色性能进行了深入研究，并得出了一些有意义的结果。其主要内容包括以下几个方面：1．通过溶胶凝胶的制备工艺，采用浸渍提拉热分解的方法，以偏钨酸铵与非离子表面活性剂Pluronic P₁₂₃的水溶液配制成前驱体液，经过不同温度下热处理后制备了具有不同晶相的WO₃薄膜。通过对薄膜前驱体液的TG-DSC和FT-IR分析确定了薄膜热处理温度分别为300℃、400℃和500℃。N₂吸附—脱附分析表明，薄膜中含有不规则的孔结构，其比表面积较小；X射线衍射测试表明，在不同温度下制备的薄膜具有不同的晶相结构。AFM和FSEM测试的结果显示，薄膜的表面比较粗糙，但颗粒分布比较均匀，随着热处理温度的升高，薄膜的致密性显著提高。TEM测试的结果则与XRD和AFM及FSEM的测试结果基本一致，反映了薄膜中晶粒的大小与形貌，并观察到了显著的WO₃晶格条纹。2．对以偏钨酸铵法制备的WO₃薄膜的电致变色性能进行了深入的研究与分析。电化学循环伏安测试表明各个温度下制备的WO₃薄膜都体现出了一定的电致变色性能，其中400℃下制备的WO₃薄膜的电致变色可逆性与稳定性最好。时间响应特性测试表明，400℃和500℃下制备的WO₃薄膜的着色响应时间为23s左右，而退色响应时间都较短为7～9s左右。紫外—可见透射光谱测试表明300℃时制备的WO₃薄膜几乎不具备光学调制功能，而400℃和500℃下制备的WO₃薄膜则体现出了较好的透过率调制能力，其着色效率最大值分别达到了19.86cm²／C和40.98cm²／C。各个温度下制备的WO₃薄膜的光学带隙平均在3.2ev左右，其着色态时的光学带隙较之初始态时有所减小。通过Mott-Schottky测试，确定该法所制备的WO₃薄膜属于n型半导体，并推测了其平带电势和施主密度。3．以六氯化钨的乙醇溶液为前驱体液，以嵌段共聚物Pluronic P₁₂₃为模板剂，采用浸渍提拉的方法，通过蒸发诱导自组装原理，经过不同温度下热处理后制备了具有不同介孔结构的WO₃薄膜。通过对薄膜前驱体液的TG-DSC和FT-IR分析，确定了薄膜热处理温度分别为300℃，400℃。薄膜的N₂吸附—脱附分析表明利用该法所制备的薄膜中，300℃时，薄膜基本都是介孔薄膜，而400℃时的薄膜，其介孔结构的主体已受到严重破坏。X射线衍射测试表明，各薄膜在300℃时基本上都是非晶态，400℃时，在各薄膜中逐渐生成了三斜晶相的WO₃。AFM和FSEM测试的结果表明，薄膜的表面并不光滑，但颗粒分布比较均匀，随着热处理温度的升高，薄膜的致密性显著提高。TEM测试的结果反映了薄膜的前驱体组分中P₁₂₃与六氯化钨的含量比例和热处理温度对晶相结构、显微形貌及其介孔结构的显著作用。4．研究了以六氯化钨乙醇法制备的WO₃薄膜的电致变色性能和光学性能。电化学循环伏安测试表明各个温度下制备的WO₃薄膜都体现出了良好的电致变色性能，但300℃下的性能要明显好于400℃，其中300℃下通过试样C制备的WO₃薄膜的电致变色可逆性最好。通过计算求得了退色过程中Li⁺在各薄膜中的扩散系数和着退色过程中的响应时间，其结果是相互对应的。同时亦发现薄膜的着色响应时间要明显高于其退色响应时间，由试样C所制备的薄膜的时间响应特性最好。紫外可见透射光谱测试表明，300℃下所制备的各薄膜其着色效率都明显高于400℃下所制备薄膜的着色效率。各薄膜在三态（初始态、着色态和退色态）时的光学带隙值十分接近，但是400℃时制备的薄膜的光学带隙值都明显低于300℃时所制备薄膜的相应值。Mott-Schottky测试结果表明，本实验中所制备的WO₃薄膜属于n型半导体，计算了其平带电势和施主密度。5．介绍了WO₃薄膜电致变色原理的四种经典模型：色心模型、双注入／抽出模型、小极化子吸收模型和能带模型。运用XPS技术研究了变色前后WO₃薄膜中钨与氧的价态变化与其结合能的相应关系，并尝试解释了本实验中所制备的WO₃薄膜的电致变色机理，进一步印证了双注入／抽出模型的正确性。通过上述工作，不仅探讨了电致变色氧化钨薄膜的制备方法，进一步丰富了氧化钨薄膜的具体合成工艺，成功制备了两种不同类型的WO₃薄膜，尤其是对介孔氧化钨薄膜的研究，改善了介孔氧化钨薄膜的有序性，提高了氧化钨薄膜的电致变色性能。