脉冲磁控溅射法制备非晶TiO2薄膜的电致变色与储能性能研究及其双功能器件开发

本文推荐采用脉冲磁控溅射技术制备非晶TiO2纳米薄膜，该材料在可见光（460 nm处63.4%）和近红外波段（2000 nm处22.1%）展现优异电致变色（EC）性能，兼具快速响应（着色/褪色9.4 s/8.6 s）和高着色效率（62.4 cm2/C）。同时其储能特性突出，面电容达9.3 mF/cm2，为开发兼具能量存储与动态调光功能的智能器件提供了新思路。

　　

Highlight

通过精确控制氧浓度（20%-80%）和溅射时间，采用脉冲磁控溅射技术成功制备非晶TiO₂纳米薄膜。该材料独特的疏松结构赋予其卓越性能：既能在可见-近红外波段实现"智能变色"（着色效率高达62.4 cm²/C），又具备超级电容特性（面电容9.3 mF/cm²），堪称"会呼吸的智能窗"材料。

Results and discussion

有趣的是，氧浓度就像"魔术师的手"，能精准调控薄膜孔隙结构——40%氧浓度下制备的薄膜展现出最理想的"蜂巢状"纳米结构，这种特殊形貌使离子传输通道如同高速公路网，不仅让电致变色响应速度突破9秒大关，还创造了62.4 cm²/C的惊人着色效率。更妙的是，这些纳米孔道还化身"离子停车场"，赋予材料优异的储能能力。

Conclusion

这项研究如同打开了一扇"魔法窗"：非晶TiO₂薄膜既能动态调节光线（节能），又能储存电能（环保），为下一代智能建筑和新能源器件提供了革命性解决方案。通过调控溅射参数这个"配方秘籍"，我们成功实现了材料性能的"双丰收"。