Tungsten oksit (WO3) ince filmlerinin elektrokromik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada, Al:WO3 nanoplak dizileri, basit bir elektrodepozisyon yöntemiyle doğrudan ITO kaplı cam alttaş üzerine büyütüldü. 2 saat boyunca 450 °C'lik argon ortamında tavlandı. Ayrıca bu çalışma, Al katkılamanın WO3 filminin elektrokromik özellikleri üzerindeki etkisini ayrıntılı olarak göstermektedir. Protonik ekleme/çıkarma yoluyla 1 M LiClO4/propilen karbonat içinde, döngüsel voltametri, kronoamperometri ve optik geçirgenlik gibi elektrokromik özellikler analiz edildi. ±1,0 V potansiyel aralığında şeffaftan maviye değişen belirgin tersinir renk açık bir şekilde gözlenmiştir. XRD çalışmaları, üretilen filmlerin yüksek kristal yapıya sahip olduğunu göstermektedir. EDS sonuçları, Al elementinin WO3 ağına katkılandığını açıkça doğrulamaktadır. Optik soğurma ölçümünden, doğrudan bant genişliği enerjileri WO3 ve Al:WO3 için sırasıyla 3,42 ve 2,62 eV olarak hesaplanmıştır. Sentezlenen WO3 filmleri iile karşılaştırıldığında, Al:WO3 filmi, geniş optik modülasyon (% 55,9), yüksek renklenme verimliliği (148,1 cm2C-1), hızlı reaksiyon kinetiği (renkli ve şeffaf süreleri sırasıyla 1,23 s ve 1,01 s), yüksek hız kapasitesi ve 632,8 nm dalga boyunda döngü kararlılığı dahil olmak üzere yüksek elektrokromik performans sergiler. Yük transfer direncine dayalı EIS ölçümleri, elektrokimyasal olarak aktif yüzeydeki iyileşmenin Al:WO3 filmi ile elde edildiğini ortaya koymaktadır. Elektroaktif yüzeyin artışı, renklenme verimliliğini arttıran gözenekli metal oksit içinde elektron ve iyon taşıma kinetiğini kolaylaştırır. WO3 ve Al:WO3 elektrokromik filmlerinin karşılaştırmalı enerji seviyeleri de sunulmuştur. Mott-Schottky çalışmalarından, filmlerin donör yoğunluğunun 1020 cm-3 civarında olduğu anlaşılmıştır. Bu sonuçlar, yalnızca elektrokromik uygulamaları için gelecek vaat eden bir elektrot hakkında önemli bilgiler vermekle kalmayıp, aynı zamanda diğer katkılı metal oksit filmlerin üretimi için ekonomik ve etkili bir strateji de sunar.