基于倒置Fabry–Pérot纳米腔实现的高容量电致变色电池

《ACS Photonics》：High-Capacity Electrochromic Battery Enabled by Inverted Fabry–Pérot Nanocavity

多色电致变色电池通过倒置菲涅尔腔结构整合电致变色、结构色调制与储能功能，采用PES膜为柔性电极基材，构建前表面W/WO3多层共振腔与后置电解质-对电极系统，优化后实现高饱和度多色显示（534.3 mAh/m2@0.5 mA/cm2）与结构色保真。

　　

电致变色电池结合了电致变色功能与能量存储技术，因其能够显示充电状态、实现能量再利用以及支持低功耗颜色调节而受到了广泛关注。然而，传统材料往往难以同时实现高容量存储和可调多色显示。在此，我们提出了一种基于倒置法布里-珀罗腔结构的多色电致变色电池。该设计创新地将电致变色功能、结构颜色调节和能量存储能力集成到单一设备中。多孔聚醚砜（PES）膜作为柔性电极基底，支撑着前部的钨/三氧化钨（W/WO₃）多层结构以形成共振腔，而电解质和対电极则位于背部。这种配置降低了光损耗并提升了颜色饱和度。此外，在PES膜和钨反射层之间额外添加了一层三氧化钨（WO₃），从而在不影响结构颜色真实性的前提下增加了活性材料的负载量。因此，该设备能够实现鲜艳、可调的多色显示，并在0.5 mA cm^–2的电流密度下提供高达534.3 mAh m^–2的面积容量。这项工作为开发高性能、多功能电致变色电池提供了一种新颖的结构设计策略。