超大規模な光変調を備えたエレクトロクロミックスマートウィンドウのためのレイヤースタックのnio nanowire/nanosheetホモ構造

ナノスケールレベルでのアクティブ材料の構造工学は、エレクトロクロミックデバイスの性能を向上させるために重要です。ただし、不十分な構造設計により、必然的に電子/イオン輸送が限られており、不十分なエレクトロクロミック性能が発生します。本明細書では、遷移金属酸化物フィルムのエレクトロクロミック特性を強化するために、新しいタイプのレイヤースタックナノワイヤ/ナノシートホモ構造が提案されています。ナノワイヤとナノシート構造のワンポット機能統合の恩恵を受けるユニークなホモ構造を備えたNIOフィルムは、550 nmで最大93.4％、NIO-72.1 cm2 C-1の高色効率を提供します。ベースの材料。さらに、このフィルムは、1000サイクルの色と漂白プロセスを超える光変調の91％を維持しています。さらに、デバイスの高性能は、NIOフィルムを組み立てられたスマートウィンドウのTiO2イオン貯蔵層と電気濃縮およびエネルギー貯蔵の二重関数と統合することにより検証されました。概念の証明として、太陽電池と電気分泌装置の統合は、省エネのための自己強力なスマートウィンドウの大きな重要性を示しています。この目的のために、エレクトロクロミックフィルムの構造設計のこのような戦略は、高性能エレクトロクロミックシステムを研究するための特徴的な経路を提供します。

The structural engineering of active materials at the nanoscale level is crucial to improving the performance of electrochromic devices. However, an insufficient structural design inevitably results in limited electron/ion transportation and inadequate electrochromic performance. Herein, a new type of layer-stacked nanowire/nanosheet homostructure is proposed for enhancing the electrochromic properties of transition metal oxide films. Benefiting from the one-pot feature integration of nanowire and nanosheet structures, the NiO film with a unique homostructure delivers ultra-large optical modulation up to 93.4% at 550 nm and a high coloration efficiency of 72.1 cm2 C-1 in comparison with NiO-based materials. In addition, the film maintains 91% of its optical modulation over 1000 cycles of coloration and bleaching processes. Furthermore, the high performance of the device was verified by integrating the NiO film with the TiO2 ion storage layer in assembled smart windows with a dual function of electrochromic and energy storage. As a proof of concept, the integration of solar cells with electrochromic devices demonstrates the great significance of self-powered smart windows for energy-saving. To this end, such a strategy of structural design for electrochromic films would offer a distinctive pathway toward studying high-performance electrochromic systems.