本研究將氧化鎳(NiO)與碳酸鋰(Li2CO3)粉末混合燒結製備出 Li-Ni-O靶材，並利用射頻磁控濺鍍法製備電致色變薄膜，期望透過Li2CO3的添加來增加NiO薄膜的離子遷出入數量，使得互補式電致色變元件(CECD)具有更佳的特性表現。
研究結果顯示，將NiO添加10 wt.%的Li2CO3 可以得到Li0.16Ni0.58O材料，並由射頻磁控濺鍍法，以濺鍍條件為室溫下且氧氣濃度65%、濺鍍功率120 W及薄膜膜厚約為250 nm，可得最佳電致色變特性之薄膜。
以Li0.16Ni0.58O/膠態電解質/ITO結構之電致色變元件(ECD)，於驅動電壓3.2 V下具最佳ECD特性，波長550 nm時消耗電荷量(Q) 為19.06 mC/cm2、穿透率差(ΔT%)值為57.4%、光學密度(ΔOD)值為0.69及著色效率(η)值為36.0 cm2/C。顯示透過Li2CO3的添加能提升ECD的電致色變性能。
以Li0.16Ni0.58O製備之CECD於驅動電壓1.8 V下且波長550 nm時消耗電荷量(Q) 為5.63 mC/cm2、穿透率差(ΔT%)值為42.7%、光學密度(ΔOD)值為0.38及著色效率(η)值為67.9 cm2/C。CECD在驅動電壓為2.6 V下，穿透率差提高至59.2%，並將元件著色後放置48小時，穿透率僅回升10.2%，也顯示Li2CO3的添加能提升CECD的記憶效應。

In this study, The Nickel oxide (NiO) and Lithium carbonate (Li2CO3) powders were mixed and sitered to obtain the Li-Ni-O target. The Li-Ni-O electrochromic film which was deposited by RF magnetron sputtering using homemade Li-Ni-O target. It was expected that the amount of charges storage could be increased by the addition of Li2CO3, to enhance the optimal performance of complementary electrochromic devices (CECD).
Experimental results reveal that as the 10 wt.% of Li2CO3 was added into NiO, the Li0.16Ni0.58O powder and target were obtain. The Li0.16Ni0.58O films were obtained by RF magnetron sputtering under the parameters of room temperature, oxygen concentration of 65%, sputtering power of 120 W and the thicknesses of about 250 nm.
By constructing the ECD structure of Li0.16Ni0.58O/ Gel-electrolyte/ITO, the optimal characteristics of ECD are obtained at applying voltage of 3.2 V, in which, the intercalation charge (Q) is 19.06 mC/cm2 ,the transmittance change (ΔT%) of 57.4%, the optical density (ΔOD) of 0.69, and the coloring efficiency (η) of 36.0 cm2/C at wavelength of 550 nm, respectively. This result demonstrates that the addition of Li2CO3 can effectively improve the ECD electrochromic characteristics.

The CECD was also prepared by the Li0.16Ni0.58O film, in which, the intercalation charge (Q) of 5.63 mC/cm2, the transmittance change (ΔT%) of 42.7%, the optical density (ΔOD) of 0.38 and the coloring efficiency (η) of 67.9 cm2/C were obtained at wavelength of 550 nm and applying voltage of 1.8 V, respectively. The CECD increased the transmittance change (ΔT%) to 59.2% at applying voltage of 1.8 V. After 48 h, the transmittance of colored CECD increased merely 10.2%, which showed that addition of Li2CO3 can enhance the memory effect of CECD.

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英文審定書……………………………………………………………………………….ii
誌謝………………………………………………………………………………………iii
摘要………………………………………………………………………………………iv
Abstract..………….............................................................................................................v
總目錄…………………………………………………………………………………...vii
圖目錄…………………………………………………………………………………....xi
表目錄…………………………………………………………..……………………….xv
第一章 前言 1
1-1 概述 1
1-2文獻回顧 3
1-2-1電致色變發展歷史 3
1-2-2 NiO薄膜 4
1-3研究動機 6
第二章 理論 8
2-1 變色材料簡介 8
2-2 電致色變材料與沈積方式 9
2-3 電致色變元件結構 13
2-3-1 陽極電致色變薄膜層 15
2-3-2陰極電致色變薄膜層 20
2-3-3 離子傳導層(電解質層) 24
2-4 電致色變機制 24
2-5 鍍膜技術 27
2-5-1 薄膜沈積 28
2-5-2 濺鍍原理 29
2-5-3 蒸鍍法 36
2-6 光學性質 40
第三章 實驗 41
3-1薄膜之製備與基板準備 42
3-1-1透明導電基板之準備與清洗 42
3-1-2 NiO、Li2CO3、WO3材料之選用 43
3-1-3 NiO添加Li2CO3之靶材製備 44
3-1-4 NiO與Li-Ni-O薄膜製備 45
3-1-5 WO3薄膜製備 46
3-1-6 NiO、Li-Ni-O薄膜濺鍍步驟 47
3-1-7 WO3薄膜蒸鍍步驟 48
3-2薄膜製程參數 52
3-2-1 NiO與Li-Ni-O薄膜製程參數 52
3-2-2 WO3薄膜製程參數 53
3-3膠態電解質之製備 54
3-4電致色變元件製備 56
3-5互補式電致色變元件製備 58
3-6 薄膜性質分析 60
3-6-1 X光繞射（X-ray diffraction, XRD）分析 60
3-6-2 場發射掃描式電子顯微鏡（Field emission scanning electron microscope, FE-SEM）分析…………………………………………. 61
3-6-3化學分析電子能譜儀（Electron Spectroscope for Chemical Analysis, ESCA ）分析 62
3-7 元件特性量測與分析 62
3-7-1紫外-可見-紅外光譜儀(UV-Vis-NIR spectrometer)分析 62
3-7-2循環伏安(Cyclic voltammogram, CV)以及階梯電壓量測分析 62
3-7-3著色效率(Coloration efficiency, η)分析 64
3-7-4 記憶效應 64
第四章 結果與討論 65
4-1不同Li2CO3添加量之薄膜與材料分析 65
4-1-1不同Li2CO3添加量之薄膜XRD分析 65
4-1-2不同Li2CO3添加量之薄膜內部ESCA成份分析 66
4-1-3不同Li2CO3添加量之薄膜濺鍍率分析 67
4-1-4不同Li2CO3添加量之薄膜SEM表面形貌 67
4-1-5不同Li2CO3添加量之薄膜表面ESCA成份分析 69
4-1-6不同Li2CO3添加量之ECD循環伏安分析 69
4-1-7不同Li2CO3添加量之ECD光學特性與著色效率分析 70
4-2不同氧氣濃度之LiNiO 10薄膜與元件分析 72
4-2-1不同氧氣濃度之LiNiO 10 薄膜製程參數 72
4-2-2不同氧氣壓力之LiNiO 10薄膜XRD分析 73
4-2-3不同氧氣濃度之LiNiO 10薄膜SEM表面形貌 73
4-2-4不同氧氣壓力之ECD循環伏安分析 75
4-2-5不同氧氣濃度之ECD光學特性與著色效率分析 76
4-3不同濺鍍功率之LiNiO 10薄膜與元件分析 77
4-3-1不同濺鍍功率之LiNiO 10 薄膜製程參數 77
4-3-2不同濺鍍功率之LiNiO 10薄膜XRD分析 78
4-3-3不同濺鍍功率之LiNiO 10薄膜SEM表面形貌 78
4-3-4不同濺鍍功率之ECD循環伏安分析 79
4-3-5不同濺鍍功率之ECD光學特性與著色效率分析 81
4-4不同薄膜厚度之LiNiO 10薄膜與元件分析 82
4-4-1不同薄膜厚度之LiNiO 10 薄膜製程參數 82
4-4-2不同薄膜厚度之LiNiO 10薄膜SEM表面形貌 83
4-4-3不同薄膜厚度之ECD循環伏安分析 84
4-4-4不同薄膜厚度之ECD光學特性與著色效率分析 85
4-5 CECD之特性探討 86
4-5-1 CECD之循環伏安分析 86
4-5-2 CECD之光學特性與著色效率分析 87
4-5-3 CECD之不同驅動電壓之特性分析 88
4-6 CECD記憶效應分析 90
4-7電致色變元件文獻比較表 91
4-7-1 ECD文獻比較表 91
4-7-2 CECD文獻比較表 92
4-8 ECD與CECD實際著褪色照片 93
第五章 結論 94
參考文獻……………………………………………………………………….………...96

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