● 摘要
电致变色材料作为一种新型的节能材料，由于在建筑节能领域的应用前景而受到极大关注。聚苯胺作为最早的有机电致变色材料之一，其价格便宜，响应时间短，循环次数高，颜色变化集中在黄绿区，符合军事伪装中迷彩色的颜色变化需求，同时是被研究得最广泛的电致变色调红外发射率材料。本文提出制备聚苯胺基全固态电致变色器件，对电致变色器件中各关键材料进行了研究，探讨了器件的失效问题，为制备高质量的全固态电致变色器件提供重要的实验和理论依据。
为研究聚苯胺电致变色薄膜的红外发射率调制，在ITO薄膜基底上恒电位沉积硫酸-磺基水杨酸共掺杂的聚苯胺薄膜。通过建立薄膜红外发射率与方块电阻之间的关系曲线（R-E曲线），探讨了影响聚苯胺红外发射特性关键因素。研究结果表明，薄膜红外发射率和方块电阻之间遵循对数函数的变化特征。
通过研究实验条件对电致变色薄膜微结构，表截面形貌，电化学特性以及可见光透过率的影响，获得了影响其变色性能的关键因素。研究结果表明，聚苯胺薄膜疏松多孔的表面形貌有利于其变色，薄膜可见光平均透过率的调节范围可达48.3%。靶基距对WO3薄膜的电致变色性能有显著影响；当靶基距为10cm时，WO3薄膜对可见光的平均调色范围达79.95%。
通过探讨离子胶体PAMPS的结构特征，光学透过以及离子电导率等特性。当pH值在2～9的范围内时，离子胶的可见光平均透过率均达到86%以上，高分子聚合物电解质PAMPS-Li+的离子电导率达到了10-2S/cm数量级，能够满足器件整体性能的要求。
通过调整对变色层厚度、增加隔离层以及改变离子导体pH值等方式，优化了全固态电致变色器件的光电特性。在固定聚苯胺薄膜条件下讨论WO3薄膜的厚度，研究结果表明厚度为500nm时能够得到全固态器件最大幅度的可见光调制。讨论了隔离层Ta2O5厚度对器件性能的影响，结果表明，Ta2O5薄膜能够有效阻挡漏电流并提升器件的循环寿命，但其会减弱器件的可见光调制幅度。分析了不同pH值的PAMPS-Li+聚合物电解质对全固态器件性能的影响，结果表明PAMPS-Li+的最佳pH值为3。研究了最优化条件下的器件的光学性能，器件能够实现快速、均匀的着褪色，平均透过率的调色范围可达到49.56%。