余慧娟, 任子琛, 王博, 徐高平, 宋姍姍, 劉東琦, 郝婷婷, 張雷鵬, 李垚

(1.北京航天發(fā)射技術(shù)研究院, 北京 100076; 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 化工與化學(xué)學(xué)院, 黑龍江 哈爾濱 150001; 3.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所, 黑龍江 哈爾濱 150001)

熱量傳遞主要分為熱輻射,熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流3種方式,其中,熱輻射可不借助任何介質(zhì),在真空中傳遞,同時(shí)當(dāng)物體溫度高于0 K,就會(huì)不停地向周圍空間發(fā)出熱輻射。根據(jù)斯蒂芬-玻爾茲曼定律,單位面積的物體表面在單位時(shí)間內(nèi)輻射出的總能量與物體本身的熱力學(xué)溫度T(又稱絕對(duì)溫度)的四次方成正比。因此,可以通過調(diào)節(jié)物體表面的溫度或者發(fā)射率來實(shí)現(xiàn)紅外熱輻射調(diào)控。然而,溫度調(diào)控技術(shù)存在能耗大以及器件機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn),不適用于目前熱輻射調(diào)控領(lǐng)域輕質(zhì)化和低能耗的需求,因此,發(fā)射率的動(dòng)態(tài)調(diào)控成為紅外熱輻射調(diào)控技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

目前智能紅外熱輻射調(diào)控技術(shù)主要有熱致變發(fā)射率調(diào)控技術(shù)和電致變發(fā)射率調(diào)控技術(shù)2種[1-2]。其中,電致變紅外熱輻射器件的驅(qū)動(dòng)電壓較低,耗電量很少,同時(shí)主動(dòng)控制簡便,能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)外加電壓刺激,實(shí)現(xiàn)熱輻射特性的動(dòng)態(tài)調(diào)控。相比于熱致變熱輻射調(diào)控技術(shù),其在柔性、輕質(zhì)、大面積、低能耗和可靠性等方面表現(xiàn)出較大的優(yōu)越性。

電致變紅外熱輻射調(diào)控技術(shù)是指電致變紅外熱輻射器件在不同電壓的驅(qū)動(dòng)下,調(diào)節(jié)功能層的狀態(tài),改變其在中遠(yuǎn)紅外光區(qū)的光學(xué)屬性(即表面發(fā)射率、反射率),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)向外熱輻射能量的調(diào)控[1-3]。通常電致變紅外熱輻射器件的結(jié)構(gòu)主要由功能層,離子傳導(dǎo)層,離子儲(chǔ)存層,導(dǎo)電電極,基底和封裝層組成。

作為功能層的電致變色材料在外界電壓的刺激下,能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)特性(透過率、反射率和吸收率等)的可逆調(diào)控,因此在柔性光學(xué)顯示器、智能窗和車載防眩光后視鏡中展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景,這些應(yīng)用涉及到的光學(xué)調(diào)制主要集中在可見光-近紅外光區(qū)。此外,隨著中遠(yuǎn)紅外光電探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展,紅外電致變色器件展現(xiàn)出優(yōu)異的應(yīng)用前景。目前,國內(nèi)外研究比較多的電致變紅外熱輻射材料主要有二維材料(以石墨烯為代表),金屬氧化物(以氧化鎢(WO3)和鈦酸鋰(Li4Ti5O12,LTO)為代表),導(dǎo)電聚合物(以聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)和聚苯胺(PANI)為代表)以及金屬類材料。本文介紹基于二維材料、金屬氧化物、導(dǎo)電聚合物以及金屬等材料的電致變紅外熱輻射器件的工作原理以及研究進(jìn)展。預(yù)測(cè)未來器件將進(jìn)一步向大面積、多波段兼容方向發(fā)展,從而保證對(duì)未來復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性以及可靠性。

1 石墨烯類

石墨烯是由碳原子組成的六角蜂窩狀,且只有單原子層厚度的二維材料,其價(jià)帶和導(dǎo)帶線性相交于布里淵區(qū)K(K′)點(diǎn),因此表現(xiàn)出獨(dú)特的線性零帶隙的二維能帶結(jié)構(gòu)[4]。其電子性質(zhì)接近理想的無質(zhì)量狄拉克費(fèi)米子,因而表現(xiàn)出較強(qiáng)的光電耦合性質(zhì)。此外石墨烯線性能帶結(jié)構(gòu)使其在紫外光區(qū)、可見光區(qū)、紅外光區(qū)、太赫茲波段以及微波波段具有較大的光譜相應(yīng),通過柵極電壓等方式調(diào)節(jié)載流子的密度以及費(fèi)米能級(jí),改變石墨烯帶內(nèi)和帶間電子的躍遷,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光學(xué)性質(zhì)的調(diào)控[5]。研究人員利用Pauli阻塞效應(yīng),通過外加電壓調(diào)節(jié)石墨烯在中遠(yuǎn)紅外光區(qū)的吸收特性[6-7]。

基于石墨烯構(gòu)建的電致變紅外熱輻射器件的結(jié)構(gòu)如圖1(a)所示,由3部分構(gòu)成,分別為鍍金底電極,吸附離子液體的多孔聚乙烯和多層石墨烯。器件中多孔聚乙烯在中遠(yuǎn)紅外區(qū)呈現(xiàn)出較高的透過率,底層鍍金電極表現(xiàn)出固定的高紅外反射率,器件整體發(fā)射率的調(diào)節(jié)主要源于頂部多層石墨烯的電荷密度和費(fèi)米能級(jí)的調(diào)節(jié)。當(dāng)給器件施加一定的偏壓,離子液體插入多層石墨烯的層間,對(duì)其進(jìn)行摻雜,使得石墨烯的電荷密度顯著增加,相對(duì)應(yīng)的費(fèi)米能級(jí)移向更高的能級(jí),抑制了在中遠(yuǎn)紅外光的吸收,因此表現(xiàn)出較低的發(fā)射率(如圖1(b)所示)[6],使得石墨烯電致變紅外熱輻射器件具有較好的紅外熱輻射調(diào)控能力。同時(shí)該器件具有重量輕(30 g/m2)、厚度薄(<50 μm)、響應(yīng)速度快(<1 s)和材料超柔軟等優(yōu)點(diǎn),能夠在不改變其表面溫度的情況下,實(shí)現(xiàn)熱紅外熱輻射特性的主動(dòng)調(diào)控。如圖1(c)所示,電壓在0 V時(shí),該器件背景的溫度輪廓可以通過紅外熱像儀看到;但是電壓在3 V時(shí),其發(fā)射率明顯降低。

圖1 石墨烯電致變紅外熱輻射器件[6]Fig.1 The infrared electrochromic device based on multilayer-graphene[6]

2 金屬氧化物類

2.1 三氧化鎢類

三氧化鎢(WO3)作為一種典型的n型寬帶隙半導(dǎo)體材料,被廣泛應(yīng)用于可見光-近紅外光光學(xué)性能的調(diào)控。WO3的費(fèi)米能級(jí)位于t2g(W原子的5d能級(jí)分裂的能級(jí),其軌道指向遠(yuǎn)離相鄰原子的真空)和2pπ(O原子的2p能級(jí)分裂的能級(jí),其軌道指向真空)能級(jí)之間。當(dāng)薄膜在外加電壓的作用下,電子和平衡電荷陽離子同時(shí)嵌入到晶體結(jié)構(gòu)中,嵌入的電子優(yōu)先填充t2g軌道,使其費(fèi)米能級(jí)上移,自由電子吸收光子發(fā)生躍遷,在可見-近紅外區(qū)域表現(xiàn)出較高的吸光系數(shù);當(dāng)施加反向電壓,電子被脫出,其費(fèi)米能級(jí)下降,禁帶變寬,吸光系數(shù)顯著下降[8-9]。與此同時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn),伴隨著電子和平衡電荷陽離子在WO3晶體結(jié)構(gòu)中的嵌入與脫出,其在中遠(yuǎn)紅外光區(qū)也具有較好的調(diào)控能力[10-11]。美國Eclipse Energy System公司基于此構(gòu)筑了WO3電致變發(fā)射率器件,其結(jié)構(gòu)示意圖如2(a)[11]所示。當(dāng)給器件施加一定的負(fù)電壓,此時(shí)WO3的費(fèi)米能級(jí)上移,禁帶變窄,表現(xiàn)為贗金屬特性,根據(jù)Drude自由電子理論,其表現(xiàn)為較高的反射率(即較低的發(fā)射率);當(dāng)施加相反的電壓,WO3的費(fèi)米能級(jí)下降,禁帶變寬,進(jìn)而表現(xiàn)出較高的吸收率(即較高的發(fā)射率),其紅外發(fā)射率曲線如圖2(b)所示[11]。

圖2 美國Eclipse Energy System公司構(gòu)筑的氧化鎢電致變紅外熱輻射器件[11]Fig.2 The infrared electrochromic device based on tungsten oxide constructed by Eclipse Energy System[11]

此外,Zhang等[12]研究了WO3的結(jié)晶度對(duì)器件的紅外發(fā)射率的影響,研究人員使用射頻磁控濺射制備了2種全固態(tài)電致變色器件,分別由非晶WO3(a-WO3)和結(jié)晶WO3(c-WO3)作為電致變色層組成,具體器件結(jié)構(gòu)如圖3(a)[12]所示,并且研究了這2種器件的紅外發(fā)射率。結(jié)果表明,WO3層的結(jié)晶度極大地影響了器件的紅外發(fā)射率,c-WO3-ECD的紅外發(fā)射率下降,這種差異可以通過紅外振動(dòng)的吸收和WO3的擬金屬行為的反射來解釋。a-WO3-ECD對(duì)熱輻射具有較大的調(diào)節(jié)能力,其發(fā)射率調(diào)制范圍在8～14 μm,光譜范圍內(nèi)約為0.37,在2.5～25 μm光譜范圍內(nèi)約為0.30,如圖3(b)[12]所示器件在紅外熱像儀下表現(xiàn)出很好的熱輻射調(diào)控特性。

圖3 WO3電致變紅外熱輻射器件[12]Fig.3 Structural diagram and infrared thermal image of the all-solid-state WO3 device[12]

2.2 鈦酸鋰類

Li4Ti5O12(LTO)在鋰化過程中,它從脫鋰(DL)態(tài)(Li4Ti5O12)轉(zhuǎn)變?yōu)殇嚮?L)態(tài)(Li7Ti5O12)會(huì)導(dǎo)致電磁特性方面發(fā)生劇烈變化(圖4(a)),在DL態(tài),LTO是一種寬帶隙半導(dǎo)體(圖4(d)),帶隙約為3 eV[13]。因此,它在可見光到長波紅外波長中具有低吸收率,并且當(dāng)它為納米結(jié)構(gòu)時(shí)(圖4(f)),可以有效地反向散射光并表現(xiàn)出高反射率(圖4(e),上圖)。當(dāng)Li+嵌入后,LTO從寬帶隙半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘?導(dǎo)致金屬上的LTO納米顆粒從超寬帶光學(xué)反射器轉(zhuǎn)變?yōu)樘柲芪掌骱蜔岚l(fā)射器,此時(shí)LTO納米顆粒充當(dāng)有損耗的有效介質(zhì),在紅外中表現(xiàn)出高寬帶發(fā)射率(圖4(e),下圖),同時(shí)器件在可見光狀態(tài)下和紅外熱像儀下的圖片如圖4(b)所示,由于納米顆粒對(duì)光的散射使DL狀態(tài)呈現(xiàn)啞光白色,而L狀態(tài)呈現(xiàn)黑色,而與底層金屬的反射率如何無關(guān),因此在該器件的設(shè)計(jì)中允許將具有不同可見反射率的金屬(例如鋁、金和銅)用作基板,而不會(huì)對(duì)其可見光下的顏色調(diào)節(jié)產(chǎn)生顯著影響。

Mandal等[14]研發(fā)的LTO電致變紅外熱輻射器件在中波紅外(MWIR:波長λ≈3～5 μm)和長波紅外(LWIR:λ≈8～13 μm)波段分別表現(xiàn)出0.68和0.30的發(fā)射率調(diào)控能力(圖4(c)),進(jìn)而賦予了LTO器件很好的熱紅外輻射調(diào)控能力,同時(shí)經(jīng)過大量的循環(huán)測(cè)試,器件顯示出穩(wěn)定的電致變色性能以及優(yōu)異的循環(huán)性。

圖4 LTO電致變紅外熱輻射器件[14]Fig.4 Infrared electrochromic device based on LTO[14]

3 導(dǎo)電聚合物類

3.1 聚3,4-乙烯二氧噻吩類

聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)是一種典型的陰極電致變色材料,其在不同的氧化還原狀態(tài)下,具有不同的能帶結(jié)構(gòu),進(jìn)而表現(xiàn)出不同的光吸收特征,因此其在可見光電致變色領(lǐng)域得到廣泛的研究和應(yīng)用[15-16]。此外,由于PEDOT特殊的結(jié)構(gòu)特征,其在摻雜狀態(tài)下具有較高的導(dǎo)電率(最高達(dá)到2 000～3 000 S/cm,接近一般金屬的導(dǎo)電率),當(dāng)其轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原狀態(tài)時(shí),PEDOT呈現(xiàn)為絕緣態(tài),該導(dǎo)電率大幅度轉(zhuǎn)變的特性賦予其電致變發(fā)射率功能。

文獻(xiàn)[17-19]基于PEDOT在外加電壓作用下,能夠?qū)崿F(xiàn)贗金屬態(tài)到絕緣態(tài)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變的特性,構(gòu)建電致變紅外熱輻射器件。如圖5(a)所示,首先獲得聚氧乙烯/腈基丁二烯橡膠(PEO/NBR)互穿網(wǎng)絡(luò)自支撐薄膜,然后將其吸附一定量的EDOT單體,并浸泡在氧化劑溶液中進(jìn)行原位聚合,反應(yīng)完成之后,進(jìn)行深度清洗和真空干燥,最后吸附一定量的離子液體,并引入前后電極,即可實(shí)現(xiàn)PEDOT電致變紅外熱輻射器件的構(gòu)筑。該電致變紅外熱輻射器件的紅外反射率調(diào)節(jié)光譜如圖5(b)所示,其在2.5～25 μm波長范圍內(nèi),能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射率調(diào)控幅度達(dá)到0.3以上。此外,該器件在10-3Pa真空環(huán)境中,能夠穩(wěn)定工作4 000個(gè)循環(huán)[19]。

圖5 PEDOT電致變紅外熱輻射器件[19]Fig.5 The infrared electrochromic device based on PEDOT[19]

3.2 聚苯胺類

與其他導(dǎo)電聚合物相比,聚苯胺(PANI)具有結(jié)構(gòu)多樣性(即多重氧化還原狀態(tài))和獨(dú)特的可逆質(zhì)子化過程,因此表現(xiàn)出多種能帶結(jié)構(gòu),進(jìn)而在可見光區(qū)展現(xiàn)出不同的顏色變化[20-22]。伴隨著聚苯胺結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變,其對(duì)中遠(yuǎn)紅外光具有一定的調(diào)制作用[23-24]。20世紀(jì)90年代,Chandcasekhar等[25]發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電聚合物在切換不同狀態(tài)時(shí),其在中遠(yuǎn)紅外光區(qū)的光學(xué)響應(yīng)會(huì)發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)變。之后結(jié)合傳統(tǒng)電致變色器件的結(jié)構(gòu),提出了一種反射型電致變發(fā)射率器件。該器件的設(shè)計(jì)思路是,利用鍍金工作電極對(duì)入射的中遠(yuǎn)紅外光進(jìn)行全反射,然后將功能層附著在工作電極的上方,通過其結(jié)構(gòu)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變來調(diào)節(jié)入射紅外光的強(qiáng)度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)表面紅外吸收特性(即發(fā)射率)的調(diào)節(jié),具體來說,當(dāng)聚苯胺處于完全還原態(tài)和完全氧化態(tài)時(shí),由于聚苯胺分子鏈上不存在自由移動(dòng)的載流子,此時(shí)聚苯胺薄膜在中遠(yuǎn)紅外光區(qū)呈高透狀態(tài),因此入射的中遠(yuǎn)紅外光透過上層的聚苯胺層被底層的金電極反射出去,進(jìn)而表現(xiàn)出較低的發(fā)射率;當(dāng)聚苯胺被轉(zhuǎn)化成翠綠亞胺鹽時(shí),聚苯胺分子鏈上離域大量的極化子和雙極化子,其對(duì)中遠(yuǎn)紅外光會(huì)產(chǎn)生較大的吸收,因此會(huì)抑制中遠(yuǎn)紅外光透過聚苯胺薄膜與基底的金電極產(chǎn)生強(qiáng)反射,進(jìn)而表現(xiàn)出較高的發(fā)射率[26]。為了確保功能層能夠穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)各狀態(tài)的動(dòng)態(tài)切換,電解質(zhì)需要穿過工作電極,在功能層中間進(jìn)行嵌入與脫出,因此需要對(duì)工作電極進(jìn)行微孔化處理,為電解質(zhì)提供穿越通道,最后將附著功能層的工作電極,電解質(zhì)和對(duì)電極采用層層組裝工藝實(shí)現(xiàn)器件的裝配。

Xu等[27]制備了硫酸和高氯酸共摻雜聚苯胺的紅外熱輻射器件,在8～14 μm的波段處,該器件在氧化態(tài)時(shí)的紅外發(fā)射率為0.88,在還原態(tài)時(shí)的紅外發(fā)射率為0.49,紅外發(fā)射率變化高達(dá)0.39,該器件首先測(cè)試了20個(gè)循環(huán)進(jìn)行活化,在8～14 μm處的Δε值從0.33逐漸增加到0.39(圖6(a)和(b)所示)。然后器件繼續(xù)循環(huán)1 400次,Δε值保持在98.5%,表明其具有較高的循環(huán)穩(wěn)定性。重要的是,該器件在彎曲和扭曲狀態(tài)下也表現(xiàn)出高柔韌性,能夠覆蓋在人體或者目標(biāo)的彎曲表面,在實(shí)際應(yīng)用方面展現(xiàn)出較大的應(yīng)用前景。彎曲650次、扭轉(zhuǎn)500次后,器件的發(fā)射率調(diào)節(jié)幅度仍能保持在0.37和0.36(保持率98.1%和96.5%),沒有明顯退化。在光學(xué)相機(jī)和紅外熱成像儀下進(jìn)一步記錄器件在平坦?fàn)顟B(tài)和彎曲狀態(tài)下的可逆變化(圖6(c)～(f)),處于氧化和還原狀態(tài)的器件分別顯示綠色和黃色,與綠色和黃色葉子完全融合(圖6(c)和(d))。此外,該器件還可以在熱像儀下實(shí)現(xiàn)器件在彎曲狀態(tài)下高紅外輻射和低紅外輻射之間的可逆轉(zhuǎn)變,當(dāng)器件處于氧化態(tài)時(shí),在紅外熱像儀下可以與周圍環(huán)境完美融合(圖6(e)和(c))。

圖6 聚苯胺電致變紅外熱輻射器件[27]Fig.6 The infrared electrochromic device based on PANI[27]

4 金屬類

金屬在整個(gè)紅外光譜中都具有超高的反射率,這使得成為抑制熱輻射的完美紅外反射器。相比之下,通過將金屬的尺寸減小到納米甚至亞納米尺度,會(huì)出現(xiàn)諸如表面局域雜化等離子體共振和自由電子引起的高損耗等新現(xiàn)象,可能導(dǎo)致在可見以及紅外波長范圍內(nèi)的高吸收。此外,由于可以通過消除他們的納米結(jié)構(gòu)或增加它們的尺度,將納米金屬的紅外吸收和紅外透射來轉(zhuǎn)化為紅外反射,因此操縱它們的尺度和結(jié)構(gòu)可能會(huì)帶來意想不到的紅外調(diào)制能力。此外,通過形成微尺度粗糙表面結(jié)構(gòu)或在柔性紅外透明基板上進(jìn)行,金屬會(huì)表現(xiàn)出漫散射主導(dǎo)的紅外反射模式。因此,金屬基電致變紅外熱輻射器件的出現(xiàn)為多重光學(xué)和熱輻射大幅度調(diào)控提供了新思路。

Li等[28]研究了基于納米級(jí)鉑(Pt)薄膜的可逆銀(Ag)電沉積器件,該器件具有出色的發(fā)射率調(diào)制特性(圖7(a))。首先,由于納米級(jí)Pt薄膜具有高紅外吸收和部分紅外透射特性,此外紅外透射部分可以通過紅外吸收凝膠電解質(zhì)層實(shí)現(xiàn)器件紅外吸收能力的進(jìn)一步提升,所以當(dāng)沒有電沉積金屬時(shí),器件表現(xiàn)出高發(fā)射率狀態(tài)。施加沉積電壓后,Ag將逐漸沉積在納米級(jí)Pt薄膜表面,進(jìn)而在Pt薄膜表面形成較厚的Ag層,能夠有效的將中遠(yuǎn)紅外光反射出去,器件整體上表現(xiàn)出較低的紅外發(fā)射率。此外,由于納米級(jí)Pt薄膜不能溶解,而Ag可以多次沉積和溶解,從而使器件能夠在高發(fā)射率和低發(fā)射率狀態(tài)之間切換多次循環(huán)。此外,通過對(duì)納米級(jí)Pt薄膜進(jìn)行圖案化、添加導(dǎo)電網(wǎng)格、使用粗糙和柔性基板或結(jié)合結(jié)構(gòu)彩色涂層,這些器件可以輕松地復(fù)用、放大、應(yīng)用于粗糙和柔性基板或著色,從而大大擴(kuò)展了它們的應(yīng)用場景。為了制造基于彎曲表面的柔性自適應(yīng)器件,研究人員選擇了厚度為7 nm的聚丙烯(PP)薄膜作為頂部電極。為了展示其在彎曲條件下的動(dòng)態(tài)紅外熱輻射調(diào)控性能,將。如圖7(b),這種柔性器件在長波紅外圖像中表現(xiàn)出大而均勻的表觀溫度變化,證明了將金屬基電基于PP的器件安裝在裝滿50 ℃水的杯子上致變紅外熱輻射器件應(yīng)用于彎曲表面的可行性。此外,由于PP薄膜的寬帶紅外透明度,基于PP的器件在整個(gè)紅外光譜上表現(xiàn)出紅外可調(diào)性(圖7(c)),在未來的熱輻射調(diào)控系統(tǒng)中具有巨大的應(yīng)用潛力。

圖7 金屬基電致變紅外熱輻射器件[28]Fig.7 The infrared electrochromic device based on Metal[28]

5 結(jié)論

1)石墨烯電致變發(fā)射率調(diào)制器件具有較好的紅外發(fā)射率調(diào)控能力,但是通常需要采用化學(xué)氣相沉積(CVD)制備工藝來獲得高質(zhì)量的多層石墨烯,這也限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用,因此如何優(yōu)化它的制備工藝就成了未來研究的重要方向。

2)基于金屬氧化物材料構(gòu)建的無機(jī)全固態(tài)電致變發(fā)射率器件具有較好的熱輻射調(diào)控能力,但是其響應(yīng)時(shí)間較長,無法快速實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)發(fā)射率調(diào)節(jié),此外該器件為脆性結(jié)構(gòu),因此在可靠性方面限制其在室外環(huán)境下的應(yīng)用。

3)導(dǎo)電聚合物電致變紅外熱輻射器件具有柔性、響應(yīng)速度快,發(fā)射率調(diào)節(jié)幅度大的優(yōu)點(diǎn),且在可逆電壓作用下呈現(xiàn)黃色和綠色的轉(zhuǎn)變,可實(shí)現(xiàn)可見光-紅外兼容的光譜調(diào)控方面的應(yīng)用,但是該類器件的缺點(diǎn)是循環(huán)穩(wěn)定性較差,這主要源于器件中所使用的電解質(zhì)材料,因此,研究高性能電解質(zhì)材料對(duì)提升該器件性能至關(guān)重要。

4)金屬基電致變紅外熱輻射器件具有柔性以及光譜調(diào)制幅度大的優(yōu)點(diǎn),但仍存在電解質(zhì)易揮發(fā)等問題,未來可采用非揮發(fā)性的離子液體作為電解質(zhì)。

5)電致變紅外熱輻射器件未來將在滿足柔性、響應(yīng)速度快、循環(huán)穩(wěn)定性好以及光譜調(diào)制幅度大的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步向大面積、多波段兼容方向發(fā)展,從而保證對(duì)未來復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性以及可靠性。