通过WO3/Nb2O5异质结构中的内置电场提升电致变色性能和循环稳定性

《Advanced Functional Materials》：Enhanced Electrochromic Performance and Cycling Stability via Built-In Electric Field in WO3/Nb2O5 Heterostructure

电致变色异质结构设计通过WO3/Nb2O5界面内建电场提升电荷迁移效率，实现9.3/10.4秒超快响应、78.4%高光学调制及97.2%长循环稳定性，为智能窗开发提供新方案

　　

摘要

三氧化钨（WO₃）因其低成本、环保性和优异的光学调制能力而被认为是最具前景的无机电致变色材料之一。然而，在着色/褪色过程中，WO₃薄膜常常因离子捕获而性能下降，导致响应时间变慢和循环稳定性差。本文设计了一种透明的WO₃/Nb₂O₅异质结构电极，在WO₃和Nb₂O₅之间的能带排列和费米能级差异作用下，界面处形成了内置电场。这一内部电场成为电荷转移和离子迁移的关键驱动力，从而实现了快速且可逆的电致变色响应。制备的WO₃/Nb₂O₅异质结构表现出高光学对比度（700 nm处为78.4%）、快速切换速度（t_c/t_b = 9.3/10.4 s）以及优异的循环稳定性（经过10,000次循环后仍保持初始调制程度的97.2%）。此外，模拟结果表明，基于WO₃/Nb₂O₅异质结构的电致变色材料在调节太阳辐射方面表现出有效性，并在世界各地具有显著的节能潜力。这项工作为电致变色材料的合理设计提供了有效策略，对智能窗户和智能显示技术的应用具有巨大前景。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。