Катодним темплатним методом отримано тонкі плівки гідроксиду нікелю, які надалі випробовувались у різних розчинах. Розчини містили 0,1 М KOH і 0,1 М KOH із додаванням різної кількості K2WO4: 0,1, 0,3 і 1 мМ. Випробування плівок показало, що наявність іонів вольфрамату може істотно впливати на електрохімічні та електрохромні характеристики плівок Ni(OH)2. Вихідний зразок, який випробували у розчині 0,1 М KOH, показав відмінності у порівнянні з електрохімічними характеристиками зразків, що випробували у розчинах із 0,1 М KOH і K2WO4. Відмінність полягала в значній різниці поміж величинами густин струмів катодного й анодного піків та наявність струмового плато на циклічній вольтамперограмі. При цьому вихідний зразок продемонстрував найвищу серед усіх абсолютну глибину затемнення 74 %. З іншої сторони вихідний зразок мав зростання величини абсолютної глибини затемнення, а потім поступове її зменшення. Своєю чергою зразки, що випробували у розчинах з вольфраматом, мали кращі електрохімічні характеристики - чіткі катодні та анодні піки, що мали більш близькі значення густин струмів. Динаміка зміни абсолютної глибини затемнення для всіх зразків у серії з додаванням вольфраматів мала постійне її збільшення. При цьому зразок випробуваний у розчині з 1 мМ вольфрамату мав найменше значення абсолютної глибини затемнення - 60 %. Для концентрацій вольфрамату 0,1 і 0,3 мМ абсолютна глибина затемнення складала своєю чергою 72 і 71 % для останнього циклу. Зразки, що випробовувались у розчинах із вольфраматом, мали значно менший час освітлення - 40 - 50 с, у порівнянні з 360 с у зразка, який випробували у чистому розчині 0,1 М KOH. Запропоновано можливий механізм, що пояснює відмінності у поведінці різних зразків.В результаті проведених досліджень отримано серію електрохромних плівок на основі Ni(OH)2 осаджених катодним темплатним методом за однакових умов. Отримані плівки використано для порівняння режимів, в яких здійснюється процес затемнення-освітлення. Оцінено основні якісні характеристики - середню абсолютну ступінь затемнення, середню незворотність під час освітлення та проведено візуальне порівняння плівок в затемненому стані після циклування. Для визначення впливу різних режимів запропоновано потенціодинамічні, гальваностатичні і складні режими. Для потенціодинамічних режимів були обрані різні верхні і нижні межі потенціалів-границь циклування. Як вихідну густину струму для гальваностатичних і складних режимів обрано густину струму, отриману з циклічної вольтамперної кривої. Обрана густина струму відповідала щільності струму катодного піку на п'ятому циклі циклічної вольтамперної кривої знятої в наступному режимі: інтервали потенціалу електрода [201 - 751 мВ], швидкість розгортки 1 мВ/с. Проведення процесу затемнення-освітлення в різних режимах показало високу ефективність потенціодинамічних режимів, які надають можливість найбільший ступінь затемнення електрохромного покриття. З іншого боку показано, що звуження і розширення граничних потенціалів циклування за межі оптимальних, призводить до значного погіршення електрохромних характеристик плівок. Гальваностатичні режими показали найбільш оптимальні результати з точки зору абсолютної глибини затемнення і часу затемнення та освітлення. Складні режими показали найгірші результати серед усіх запропонованих. У результаті використання цих режимів абсолютна незворотність під час освітлення була значною, а швидкість затемнення та освітлення - середньою. За гальваностатичних і складних режимів було знайдено дві струмові площадки на кривих густина струму - час, що може говорити про наявність двох фаз у електрохромному матеріалі: <$E alpha - roman Ni(OH) sub 2> і <$E beta - roman Ni(OH) sub 2>.Електрохромні пристрої як елемент "розумних" вікон можуть піддаватися впливу екстремальних температур через їх розташування та призначення. Висока температура може призводити до зміни експлуатаційних властивостей електрохромних пристроїв і виходу їх з ладу. Мета роботи - заповнити прогалини, пов'язані з стабільністю електрохімічних та електрохромних параметрів одного з відомих матеріалів - гідроксиду нікелю (II). Висвітлено зміни деяких фізико-хімічних характеристик, що відбувається за тривалого впливу високої температури в різних середовищах. В експериментах композитну плівку Ni(OH)2 - полівініловий спирт, отриманий катодним темплатним методом, витримували за температури 80 <^>oC у повітряній атмосфері та в розчині робочого електроліту - 0,1 М KOH по 8 год. Температуру обрано виходячи з можливих максимальних значень реєстрованих на землі, можливого нагрівання плівки та швидкої можливої деградації електрохромних покриттів. У результаті показано, що деградація відбувається в розчині лугу, в той же час на повітрі відбувалося деяке поліпшення характеристик. Запропоновано механізм, який пояснює результати досліджень і полягає в процесі "старiння" активної речовини Ni(OH)2. Останній має місце в активних масах лужних акумуляторів. Запропоновано можливі способи подолання деградації, які можуть бути реалізовані через використання загущених електролітів або спеціальних плівок, що наносяться зверху на електрохромне покриття.Електрохромні пристрої є робочими елементами розумних вікон і надать можливість економити електроенергію необхідну для охолодження приміщень. Електрохімічний метод (ЕХМ) нанесення може значно зменшити вартість нанесення електрохромних покриттів. Розглянуто ЕХМ нанесення покриття на основі гідроксиду нікелю з електроліту, який містить нітрат нікелю та полівінілпірралідон (ПВП). Отримання електрохромних плівок (ЕХП) здійснювалося в гальваностатичному режимі з різними концентраціями ПВП. В результаті проведених досліджень показано, що наявність ПВП в електроліті осадження значно впливає на властивості одержуваних ЕХП. При цьому властивості одержуваних плівок сильно залежали від використовуваної концентрації ПВП. Так, за малих концентрацій добавка ПВП викликала поліпшення електрохромних і електрохімічних характеристик і в тому числі стабільність у властивостях плівок. За високих концентрацій ПВП електрохімічні та електрохромні характеристики значно погіршувалися аж до практично повного їх зникнення. Запропоновано можливий механізм, який пояснює поліпшення характеристик плівок, одержуваних із розчинів із малою концентрацією ПВП. Цей механізм полягає в поліпшенні змочуваності підкладки, збільшення площі контакту осаду з підкладкою і, як наслідок, поліпшення адгезії та зменшення контактного опору на межі електропровідний оксид - плівка Ni(OH)2. Встановлено інтервал оптимальних концентрацій ПВП, для електроліту, який містить 0,1 М Ni(NO3)2, який становив 0,5 - 2 %.The surfaces of thin composite electrochromic Ni(OH)2-polyvinyl alcohol films, deposited by the cathodic template method on FTO glass substrates, were proposed to be processed using laser radiation. The processing of these films was carried out in a colored state with a laser beam of a semiconductor emitter with a wavelength of 650 nm (red) with a pulse duration of 3,000 <$E mu>s, the beam diameter was about 40 <$E mu>m. The energy at a single point was 37,5 J/cm<^>2. The result was a film with microholes of about 80 <$E mu>m. The transparent areas of the surface did not exhibit electrochromic properties, which indicated the absence of the original electrochromic coating. The study of the properties of the laser-processed film following a certain pattern showed that the characteristics of composite Ni(OH)2-polyvinyl alcohol coatings had changed significantly. On the one hand, the coloration depth of the films decreased by several percent, on the other hand, the specific electrochemical characteristics increased significantly. The study also showed that laser processing did not lead to significant changes in the main properties of the transparent electrically conductive layer - color and resistance. Before and after laser processing, the surface resistance of FTO glasses was 12,1 +- 0,9 and 14,4 +- 1,2 Ohm/sq., respectively. In addition, it was found that the processing of Ni(OH)2-polyvinyl alcohol films improved the adhesion of the latter to the surface of FTO glass. Based on the data obtained, a selective method was proposed for modifying thin colored films deposited on transparent conductive oxides (FTO, ITO, AZO) by visible laser radiation. This approach to changing the properties of films can be useful for areas related to the development of sensors, microelectronics, solar cells, small-sized current sources, electrodes with high efficiency, etc.

  Повний текст PDF - 1.56 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"