Katı Elektrokromik Cihaz Tasarımı

Abstract

Bu çalışmanın amacı, her tabakası sol-jel yöntemi ile üretilmiş (geçirgen iletken tabaka olarak kullanılan ITO hariç) katı elektrokromik cihaz (KEC) tasarımıdır. Katı elektrokromik cihazı oluşturacak her katman ilk aşamada farklı iyonlar (Li+, Na+, Cs+) içeren sıvı elekrolitler içinde elektrokimyasal ve optik özellikleri bakımından detaylı olarak incelenmiştir. Tungsten oksit ve vanadyum oksit filmler yaklaşık 100-150 nm kalınlığında olacak şekilde sol-jel kaplama yöntemlerinden biri olan daldırma yöntemi ile kaplanmıştır. Yedi katmanlı sandviç yapıdaki katı elektroktromik cihaz yapımı ticari olarak alınan elektrolit (PAMPSA) kullanılarak tamamlandıktan sonra farklı tuzlar içeren (LiClO4, NaClO4, CsClO4) elektrolitlerin üretimi yapılmıştır. Bu şekilde KEC farklı iyonlar içeren elektrolitler kullanılarak yapılmış ve bu iyonların katı elektrokromik cihazın elektrokromik ve optik özeliklerini nasıl değiştirdiği sistematik şekilde incelenmiştir. Üretimi yapılan katı elektrokromik cihazların elekrokimyasal özellikleri elektrolit içinde bulunan farklı iyonların davranışlarına göre kıyaslanmıştır. Bu iyonların elektrokromik aktif tabakaya giriş çıkış kinetiği, yük miktarı, renklenme miktarı, tersinirliği ve cihazların dayanıklılığı ve kararlığı araştırılmıştır. Bu iyonlar kullanılarak hazırlanan katı elektrokromik cihazların her katmanının optimizasyonu yapıldıktan sonra katı elektrokromik cihazlar çalışır hale getirilmiştir. Üretimi yapılan katı elektrokromik cihazların elektrokromik özellikleri literatürdeki mevcut katı elektrokromik cihazlar ile kıyaslanabilecek durumdadır. Literatürde Cs+ iyonu kullanılarak üretilmiş katı elektrokromik cihaz ve elektrokimyasal analizlerinin detaylı olarak incelendiği çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmada Cs+ iyonu içeren katı elektrokromik cihaz çalıştırılmış ve tersinir şekilde renklenmesi sağlanmıştır. Farklı iyonlar kullanılarak hem sıvı hem de katı elektrokromik cihaz üretiminin sistemli şekilde incelenmesi literatüre önemli bir katkı getirmektedir.

The purpose of this study is designing of solid electrochromic device whose layers are made up of by the sol-gel method (except ITO which is used as a transparent conductive layer). Every layer which builds up the solid electrochromic device is investigated in detail with respect to their electrochemical and optical properties in different liquid electrolytes including the different ions (Li+, Na+, Cs+). Tungsten oxide and vanadium oxide films were coated with dip-coating method which is one of the sol-gel methods and the thicknesses of these films were around 100-150 nm. After completing the fabrication of seven layers of sandwichlike structure solid electrochromic device with the electrolyte (PAMPSA) which was taken as commercially, the electrolytes including different salts (LiClO4, NaClO4, CsClO4) were produced. In this way, the solid electrochromic device was made by using the electrolytes including different ions and it was investigated systematically how these ions changed the optical and electrochromical properties of this solid electrochromic device. The electrochemical properties of solid electrochromic devices which have been performed in this study are comparable with the solid electrochromic devices included in literature. In literature, the detailed investigations of fabricated solid electrochromic device by using Cs+ ion and electrochemical analyses of them don’t exist. In this study, solid electrochromic device including Cs+ ion was brought to good working order and reversibly colour change of this device was maintained. Investigating the fabrication of both liquid and solid electrochromic devices systematically by using different ions will make a huge contribution to the literature.