聚苯胺薄膜修饰电极及其电致变发射率器件的制备及性能研究

论文摘要

本文主要针对电致变发射率器件的工作电极的要求,以聚苯胺作为实现红外发射率调节的主要功能材料,分别采用恒电压聚合方法和恒电流聚合方法制备了聚苯胺薄膜修饰电极,研究了聚合电压、聚合电流、聚合电量等制备工艺条件对所制备电极的表面形貌、结构以及循环伏安特性等性能影响。并将所制备的聚苯胺薄膜修饰电极作为工作电极组装成电致变发射率器件,对器件的电致变发射率性能、响应时间和循环性能进行测试,研究了不同聚合条件制备的聚苯胺薄膜修饰电极对电致变发射率器件性能的影响。对聚苯胺薄膜修饰电极的研究结果表明,不同聚合条件制备的聚苯胺薄膜修饰电极存在着较大的差别。恒电压方法制备的聚苯胺薄膜会呈现多层薄膜结构,各层结构的致密程度、氧化程度以及掺杂程度都会有所差别;聚合电压升高,聚苯胺薄膜内层致密结构的氧化程度降低;聚合电量增加,聚苯胺薄膜的氧化程度降低。恒电流方法制备的聚苯胺薄膜只有单层薄膜结构;聚合电流增加,聚苯胺薄膜的氧化程度略有增加;聚合电量增加,聚苯胺薄膜的氧化程度降低,掺杂程度增加。在对以聚苯胺薄膜修饰电极作为工作电极的电致变发射率器件的性能研究中发现,电致变发射率器件在812μm波段的发射率变化符合透射式机理。工作电极中聚苯胺薄膜的厚度和掺杂状态对电致变发射率器件的发射率有较大的影响,聚苯胺薄膜厚度增加或者掺杂程度增大都会导致器件的发射率升高。当工作电极中的聚苯胺薄膜聚合电量为14C时,电致变发射率器件在外加电压条件下具有较大的发射率变化幅度,恒电压方法制备的聚苯胺薄膜修饰电极其电致变发射率器件在0V和-0.8V外加电压条件下的发射率变化范围为0.43-0.9;恒电流方法制备的聚苯胺薄膜修饰电极其电致变发射率器件在相同外加电压条件下的发射率变化范围为0.33-0.79。电致变发射率器件的响应时间都为秒级,工作电极的不同制备工艺条件对器件的响应时间没有明显的影响。随着聚合电压、聚合电流或聚合电量的上升,电致变发射率器件的循环性能都会下降。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 电致变色材料
• 1.2.1 无机电致变色材料
• 1.2.2 有机电致变色材料
• 1.3 聚苯胺薄膜修饰电极
• 1.3.1 聚苯胺薄膜修饰电极的电化学制备
• 1.3.2 聚苯胺薄膜修饰电极的应用
• 1.4 电致变发射率器件
• 1.5 课题研究内容
• 第二章 实验
• 2.1 实验药品试剂及其规格
• 2.2 实验仪器
• 2.3 聚苯胺薄膜修饰电极的电化学制备
• 2.3.1 电聚合装置
• 2.3.2 电化学聚合步骤
• 2.4 电致变发射率器件的制备
• 2.5 分析测试方法
• 2.5.1 红外发射率测试
• 2.5.2 红外衰减全反射光谱测试
• 2.5.3 循环伏安测试
• 2.5.4 表面形貌测试
• 2.5.5 电致变发射率器件响应时间测试
• 2.5.6 电致变发射率器件循环测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 聚苯胺薄膜修饰电极恒电压方法及其电致变发射率器件制备研究
• 3.1.1 聚合电压对聚苯胺薄膜修饰电极及其电致变发射率器件性能的影响
• 3.1.2 聚合电量对聚苯胺薄膜修饰电极及其电致变发射率器件性能的影响
• 3.1.3 小结
• 3.2 聚苯胺薄膜修饰电极恒电流方法及其电致变发射率器件制备研究
• 3.2.1 聚合电流对聚苯胺薄膜修饰电极及其电致变发射率器件性能的影响
• 3.2.2 聚合电量对电致变发射率器件性能的影响
• 3.2.3 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果