High Optical Modulation and IR-Suppression Electrochromic Device Using WO_3/AZO/Au/AZO Films

以三氧化鎢／氧化鋅鋁／金／氧化鋅鋁多層結構為基底之可高光學調控及紅外線抑制功能的智慧型電致變色元件研究

朱建勳(C. H. Chu) ； 吳宏偉(H. W. Wu) ； 黃肇瑞(J. L. Huang)

《鑛冶：中國鑛冶工程學會會刊》 60卷2期 (2016/06) Pp. 36-43

https://doi.org/10.30069/MM.201606_60(2).0003

摘要

本研究提出了一種新型的電致變色元件，其元件結構為三氧化鎢(WO_3)/氧化鋅摻雜鋁(AZO)/金(Au)/氧化鋅摻雜鋁(AZO)之多層薄膜。元件之製備方法為利用射頻磁控濺鍍系統沉積WO_3及AZO薄膜和利用離子濺鍍系統沉積Au薄膜。該研究探討AZO/Au/AZO多層透明電極於不同熱退火處理下，不同導電度之透明電極 對電致變色元件之影響。其AZO/Au/AZO多層透明電分別於退火氣氛為真空、氮氣及氧氣及退火溫度為攝氏100至400度下，並持續溫度為3分鐘下進行熱退火處理，進一步探討退火溫度及退火氣氛對AZO/Au/AZO多層透明電極之光電特性之影響。其結果發現在真空氣氛下退火溫度為200度時可得到高品質之多層透明電極，該多層透明電極之電阻率可低於6.34×10-5Ω-cm及於可見光之透光度可高達92.3%。因此，我們利用此退火條件製備透明電極並應用於電致變色元件。利用AZO/Au/AZO多層透明電極製備之電致變色元件可同時實現具有高調控之高性能電致變色元件(著色態)及可抑制紅外線之低輻射(Low-E)玻璃之功能(去色態)。該電致變色元件於可見光波長為550 nm時，著色態及去色態之對比度可高達80%，著色態之透光度為7.92%及去色態之透光度為87.74%。同時，此元件同時擁有相當快速的響應時間，其著色態之響應時間為9.9秒及去色態之透光度為4.7秒。

關鍵字

氧化鋅摻雜鋁/金/氧化鋅摻雜鋁 ； 退火條件 ； 電致變色元件 ； 三氧化鎢

並列摘要

This study presents a novel electrochromic (EC) device using WO_3/AZO/Au/AZO films. The films were prepared by simultaneous RF magnetron sputtering (for WO_3 and AZO) and ion sputtering (for Au). We investigated the effect of annealing conditions on the conductivity of the transparent electrode (AZO/Au/AZO films). The AZO/Au/AZO films were annealed in vacuum, nitrogen or oxygen atmosphere at a series of temperatures 100, 200, 300 or 400℃ for 3 min. When annealed at 200℃ in vacuum atmosphere the multilayer films (at 8 nm thickness Au layer) had the best resistivity of 6.34×10^(-5) Ω-cm and maximum optical transmittance of 92.3 %. We used the AZO/Au/AZO films at 200℃ in vacuum atmosphere for the electrochromic device. The multilayer AZO/Au/AZO films can provide not only high optical modulation but also IRsuppression for high performance electrochromic device and low-E glass. The electrochromic device showed high optical modulation (ΔT) at a wavelength of 550 nm: the transmittance of the colored state (7.92 %) and that of the bleached state (87.74 %). The rapid response time of the device was found to be about 9.9 s for colored state and 4.7 s for bleached state.

並列關鍵字

AZO/Au /AZO ； Annealing conditions ； Electrochromic device ； Tungsten oxide