【摘 要】
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双碳背景下,绿色节能建材电致变色玻璃备受关注。V2O5材料是一种既能作为变色材料又能作为离子储存材料的具有双极性电致变色特性的氧化物材料,因此成为研究热点,但是具有优异光电性能的纳米结构V2O5薄膜的制备是一个艰巨的挑战。本文分别采用模板剂和水热法辅助溶胶凝胶法构建纳米结构V2O5薄膜,重点研究退火温度等对结构与性能的影响,为纳米结构V2O5薄膜的高效合成和应用提供新思路。采用模板剂辅助溶胶-凝胶
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双碳背景下,绿色节能建材电致变色玻璃备受关注。V2O5材料是一种既能作为变色材料又能作为离子储存材料的具有双极性电致变色特性的氧化物材料,因此成为研究热点,但是具有优异光电性能的纳米结构V2O5薄膜的制备是一个艰巨的挑战。本文分别采用模板剂和水热法辅助溶胶凝胶法构建纳米结构V2O5薄膜,重点研究退火温度等对结构与性能的影响,为纳米结构V2O5薄膜的高效合成和应用提供新思路。采用模板剂辅助溶胶-凝胶法在ITO导电玻璃基底上通过覆盖多层PS胶体球阵列制备3DOM V2O5薄膜,然后通过退火处理（200-400℃）获得V2O5纳米棒多孔薄膜。研究结果表明3DOM结构在退火过程中经历了晶核/非晶壳结构到晶体纳米棒相变过程,V2O5纳米晶体的聚集和合并、原子重排和Ostwald熟化对纳米棒形成有重要影响。随着退火温度和时间的不同纳米棒的直径发生变化。350℃-6 h V2O5多孔纳米棒薄膜中,纳米棒直径约为30-50 nm,具有优异的离子存储量(98.77 mC cm-2)和循环稳定性（2000次循环后离子储存量仅下降6.1%）,波长550 nm处透光率调制范围ΔT为73.6%,纳米棒间的连续孔隙为Li+提供了快速扩散通道,因此响应时间较短（着色3.2 s,漂白3.9 s秒）。通过水热辅助溶胶-凝胶法在ITO导电玻璃基底上原位制备纳米结构V2O5薄膜,水热过程中V2O5薄膜的生长受到水热过程中的非均相成核和V2O5溶胶与ITO基体之间的相互作用的影响。在水热过程中,少量的氧空位被引入到V2O5晶格中,通过退火处理（温度为200～400℃,时间为4 h）控制了氧空位的浓度。300℃V2O5薄膜具有最高的离子存储量(112.25 mC cm-2),波长550 nm处透过率调制范围为65%,着色和褪色时间分别5.2 s和5.8 s,5000次循环后仅下降3.6%,优异的循环性能归功于氧空位的存在和薄膜与ITO导电玻璃基体之间良好的结合力。将采用水热辅助溶胶-凝胶法制备的300℃-V2O5薄膜作为离子储存层组装电致变色器件（ECD）,在不同电压下从浅黄色变化到蓝黑色,在550 nm处的ΔT≈值为87.8%,响应时间快速（漂白/着色:4.1/3.5 s）,CE值为19.76 cm~2C-1,因此组装的ECD具有优异的电致变色性能。
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