本研究以碳酸丙烯酯(Propylene carbonate, PC)、碳酸乙烯酯(Ethylene carbonate, EC)、過氯酸鋰(Lithium perchlorate, LiClO4)、增塑劑(D-600)[二乙二醇丁醚與己二酸混合物(Dithylene glycol monobutyl ether and adipic acid mixture)]及聚乙烯醇縮丁醛(Polyvinyl butyral, PVB)製備成膠態高分子電解質，探討光學及物理特性，並將其應用於WO3-NiO互補式電致色變元件(CECD)，探討電致色變特性。
研究結果顯示，以PC添加40 wt.% EC及8 wt.%LiClO4後，再添加30 wt.%D-600，製備成液態電解質，並將其與PVB以重量比2:1的比例，製備成膠態高分子電解質，其光學穿透率為89.56%(λ@550 nm)，離子傳導率為1.63×10-4 S/cm(@RT)，耐電壓為3 V；在100℃之環境下有5%之重量損失，且Li+離子為完全解離的形式。將上述之膠態高分子電解質應用於CECD，在著色電壓為-1.8 V時具有較佳之電致色變特性，於波長550 nm時，其著色光學穿透率為18.72%、光學穿透率變化量(△T%)為45.22%、光學密度差(△OD)為0.53、消耗電荷量(Q)為7.30 mC/cm2及著色效率(η)為72.60 cm2/C。此外，其著色光學穿透率在24小時後上升到24.77%，表示CECD具有良好之記憶效應。CECD之著褪色響應時間大約為10 s，且其在著褪色1000次後，光學穿透率變化量(△T%)為30.10%。

In this study, the gel polymer electrolyte was fabricated by using propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), lithium perchlorate (LiClO4), plasticiser (D-600) (dithylene glycol monobutyl ether and adipic acid mixture) and polyvinyl butyral (PVB). The optical and physical properties of the gel polymer electrolyte were investigated. And the gel polymer electrolyte was applied to the WO3-NiO complementary electrochromic device (CECD). The electrochromic properties of CECD were investigated.
Experimental results reveal that the liquid electrolyte can be obtained using PC, 40 wt.% EC with 8 wt.%LiClO4 and adding 30 wt.% D-600. And the gel polymer electrolyte can be obtained using liquid electrolyte and PVB in a weight ratio of 2:1. The gel polymer electrolyte exhibited a transmittance of 89.56% (λ@550 nm), an ionic conductivity of 1.63×10-4 S/cm (@RT), a withstanding voltage of 3 V； a weight loss of 5% at 100℃ environment, and the Li+ ions were completely dissociated form. The gel polymer electrolyte was applied to the CECD. The better electrochromic CECD biased with a colored voltage of -1.8 V exhibited a colored transmittance of 18.72%, a transmittance change (△T%) of 45.22%, an optical density change (△OD) of 0.53, an intercalation charge (Q) of 7.30 mC/cm2 and a coloration efficiency (η) of 74.40 cm2/C at a wavelength (λ) of 550 nm. Besides, the transmittance of colored state rised to 24.77% after 24 h without biased voltage supply. The CECD showed a well memory effect. The response time of the CECD was found to be about 10 s for colored and bleached state. The CECD exhibited a transmittance change (△T%) of 30.10% after 1000 cycles.

總目錄
論文審定書
誌謝
中文摘要 i
英文摘要 ii
總目錄 iv
圖次 viii
表次 xii
附錄索引 xiii
第一章 前言 1
1-1 概述 1
1-2 文獻回顧 3
1-2-1 膠態高分子電解質發展歷史 3
1-2-2 電致色變發展歷史 5
1-3 研究動機 7
第二章 理論 10
2-1 電解質之簡介 10
2-2 電解質之種類 10
2-3 電解質傳輸機制 14
2-4 電致色變材料與薄膜沈積方式 16
2-5 電致色變元件結構 20
2-5-1 電致色變元件基板 22
2-5-2 互補式電致色變元件 23
2-5-3 離子傳導層(電解質層) 24
2-5-4 工作電極層(陰極變色薄膜層) 24
2-5-5 輔助電極層(陽極變色薄膜層) 27
2-6 電致色變機制 30
2-7 薄膜沈積 31
2-8 濺鍍原理 33
2-8-1 電漿原理 33
2-8-2 射頻濺鍍原理 36
2-8-3 磁控濺鍍原理 38
2-8-4 射頻磁控濺鍍原理 38
2-9 交流阻抗分析 39
2-9-1 直流分析法 39
2-9-2 交流阻抗分析法 40
2-10 光學性質 44
2-10-1 著色效率分析 45
第三章 實驗 46
3-1 膠態高分子電解質之製備 46
3-1-1 液態電解質之製備過程-步驟及參數 47
3-1-2 膠態高分子電解質之製備過程-步驟及參數 47
3-2 膠態高分子電解質之應用-互補式電致色變元件製備 51
3-2-1 基板之準備與清洗 51
3-2-2 WO3與NiO材料之選用與沈積方法 52
3-2-3 WO3與NiO鍍膜步驟 53
3-2-4 薄膜製程參數 55
3-2-5 互補式電致色變元件製備 57
3-3 特性量測與分析 58
3-3-1 導電度計(Conductivity meter) 58
3-3-2 紫外-可見-紅外光譜儀(Ultraviolet-visible-infrared spectrometer, UV-Vis-NIR)分析 58
3-3-3 交流阻抗分析儀(AC impedance analyzer) 58
3-3-4 I-V特性(Current-voltage)量測 58
3-3-5 場發射掃描式電子顯微鏡（Field emission scanning electron microscope, FE-SEM）分析 59
3-3-6 熱重分析儀(Thermogravimetric analyzer, TGA) 59
3-3-7 全反射式傅立葉轉換紅外光譜儀(Attenuated total reflectance fourier infrared spectroscopy, ATR-FTIR) 59
3-3-8 循環伏安(Cyclic voltammogram, CV)分析 60
3-3-9 記憶效應(Memory effect)分析 61
3-3-10 響應時間(Response time) 61
3-3-11 元件壽命(Life time)量測 61
第四章 結果與討論 63
4-1 液態電解質 63
4-1-1 液態電解質之特性分析 63
4-2 膠態高分子電解質 64
4-2-1 增塑劑(D-600)添加量對光學特性之影響 64
4-2-2 不同重量百分比之LiClO4添加量對離子傳導率之影響 66
4-2-3 不同重量百分比之EC添加量對離子傳導率之影響 68
4-3 膠態高分子電解質之環境、長時間影響以及I-V特性量測 70
4-3-1 膠態高分子電解質離子傳導率之環境溫度影響 70
4-3-2 膠態高分子電解質離子傳導率之長時間影響 72
4-3-3 膠態高分子電解質之電壓影響 73
4-4 膠態高分子電解質之物性分析 74
4-4-1 SEM表面形貌分析 74
4-4-2 TGA熱重分析 76
4-4-3 ATR-FTIR全反射式傅立葉轉換紅外光譜分析 76
4-5 膠態高分子電解質應用於CECD之特性分析 77
4-5-1 不同著褪色電壓分析 78
4-5-2 T%、ΔT%及ΔOD分析 78
4-5-3 Q和η分析 80
4-5-4 響應時間分析 84
4-5-5 記憶效應分析 85
4-5-6 CECD壽命分析 87
第五章 結論 89
參考文獻 91
附錄 98

參考文獻
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