电致变色是指在外加电场作用下,变色材料发生化学反应以及电子和离子的定向移动,弓引起分子结构的变化,进而对入射光产生调制,弓引起透过率、反射率、吸收率的变化,外观上表现为颜色的变化。电致变色器件因其功耗低、颜色变化丰富、对比度高、无视角盲差等被广泛用于电子显示、智能变色窗、防眩后视镜等。传统的电致变色器件有五层结构组成,分别为上、下透明导电层,电解质层,电致变色材料层和离子存储层,五层结构组成对称式“三明治”结构功能化器件,但是多层结构增加了器件结构复杂度和工艺难度,阻碍了层与层之间的离子传输,大大降低器件性能。另外透明导电层的光电性能对电致变色器件的性能至关重要,目前商业化的导电层材料一般为氧化铟锡透明导电薄膜(ITO),已广泛应用于柔性光电器件,但其固有的脆性使其难以应用于柔性电致变色器件。碳纳米管和石墨烯具有较好的光电性能,但难以实现大面积透明导电层制备,并且以此制备的透明导电层方阻较大,一般在几十-几百欧/方。银纳米线(AgNWs)具有优异的光电性能,但是电化学稳定性差,容易发生氧化和在电解质中溶解。针对传统电致变色器件多层结构的复杂性和透明导电层性能差这两种问题,本文提出了通过激光直写和选择性电化学沉积制备柔性金属镍网格电极,并通过水凝胶的引入,使原本五层结构的电致变色器件缩减为三层,以提高器件的机械柔性和功能稳定性。主要的研究内容和成果如下:(1)高透过率、柔性、低方阻金属镍网格透明电极的制备研究:利用激光直写光刻技术制作所需目标图形的掩模版;之后,在涂有光刻胶的ITO基底上,通过掩模曝光得到图形化导电网络沟槽,以恒电流电化学沉积金属镍导电网络层,由于光刻胶的阻隔作用,镍层只在暴露ITO表面的导电沟槽内沉积;最后通过紫外光固化树脂将镍导电网络层转印到柔性衬底上。通过上述选择性电沉积技术制备的金属镍网格层具有致密的结构,且网络之间的连接不存在任何接触电阻,从而使得电极具有优异的结构稳定性,电化学性能,以及优异的导电性,导电层透光率高达90%的情况下,方阻低于0.5Ω/sq,同时具有优异的物理和电化学稳定特性,可以利用其结构稳定性制作自支撑电极,将很大程度上降低导电层厚度,有望用于未来超薄柔性光电子器件。基于软件的图形化结构设计、精密高分辨率激光直写、恒流稳定电化学沉积等技术手段可以制备出图形多样、结构复杂、功能化的柔性镍网格电极,可用于太阳能电池、超级电容器、电磁屏蔽、电致变色等热门研究领域,具有巨大的商业和科研前景。(2)基于水凝胶的三层结构柔性电致变色器件的制备和性能研究:电致变色器件的电解质可以是液态、固态、凝胶态的,液态电解质具有很好的离子迁移率,影响器件的响应时间和对比度等,但是液态电解质存在难封装以及电解质泄露等问题;固态电解质可以很好的解决封装困难的问题,但是离子迁移率下降,使得响应时间延长,影响器件的性能;凝胶电解质位于液态电解质和固态电解质之间,可以很好的避免液态电解质封装难和固态电解质离子迁移率低的问题,可以同时在保持很好的离子迁移率的同时不发生电解质的泄露;本文通过利用丙烯酰胺缩聚反应的特性制备的水凝胶电解质,透过率高于95%,在很大程度上提高了电致变色器件初始透过率,且水凝胶层可以同时充当电解质层和透明导电层,使得五层结构减小为三层,很大程度降低了器件的结构复杂度,避免了多层结构引起的离子迁移性能衰减。凝胶电解质的制备方法简单,可以很好的与电致变色层以及柔性金属镍网格透明导电层很好的结合,同时,水凝胶具有优异的弯折和可拉伸性能,进一步提高了电致变色器件的可弯折性能,有望用于柔性电子显示、柔性电容器、柔性电池等新兴产品领域。