近日，我院纳米光子学研究团队在二氧化钛纳米晶体电致变色性能研究中取得新进展，相关工作在Science Partner Journal《能源材料前沿》（Energy Mater. Adv. 2022, 2022, 9878957），并受到国内外媒体如科学网、能源学人、PHYS.ORG、EurekAlert、Bioengineer.org等报道。

电致变色（EC）器件在节能智能窗、下一代显示器和可穿戴电子产品中有重要的应用前景。单价离子如H⁺和Li⁺基电解质是EC器件的标准注入/抽出离子，但其面临高成本、不稳定性和难以处理等众多局限性。寻找多价离子电解质是制备高性能EC器件的有效解决方法，不幸的是，相关的报道目前仅限于氧化钨EC材料。在此，我们在二氧化钛体系中系统研究了由不同价态阳离子（即Li⁺、Zn²⁺和Al³⁺）电解质驱动的EC性质。研究发现TiO₂纳米晶薄膜在Li⁺、Zn²⁺和Al³⁺电解质中的初始光学调制范围分别为76.8%、77.4%和77.3%。在经过250次EC循环后，薄膜在Zn²⁺电解质中的光学对比度仅下降2.3%，远低于标准Li⁺电解质中的10.1%和Al³⁺电解质中的59.1%。密度泛函理论计算表明，Li⁺、Zn²⁺和Al³⁺在TiO₂中的势垒分别为0.59、0.55和0.74 eV。Zn²⁺在TiO₂中较低的注入势垒使得其表现出良好的EC性能。这项工作揭示了不同价阳离子对二氧化钛纳米晶EC性能的影响，这为开发具有长期稳定性和耐久性的优异EC器件提供了新方向。

论文标题：Unraveling the Effect of Cation Types on Electrochromic Properties of Titanium Dioxide Nanocrystals

作者：梁艺（博士生），曹盛*，刘雨薇（硕士生），何丽娟（硕士生），韩欣欣，曾若生，赵家龙，邹炳锁*

  论文链接：https://spj.science.org/doi/10.34133/2022/9878957?permanently=true