电致变色(Electrochromism，EC)器件，具有工作电压低、多稳态、静态无功耗、变色功耗低、透光度/反射度连续可调等特点。WO3制作的电致变色器件存在响应时间过长、光学调制幅度较低等问题。为了能够进一步缩短响应时间，本文使用WO3作为变色层的材料并制备电致变色器件，研究了不同氩氧流量比下对WO3薄膜的影响以及对响应时间的影响，且以Ag-WO3复合层作为变色层的改进方案来制备电致变色器件，研究其对响应时间的影响。研究表明：当氩氧流量比为50∶50时，WO3薄膜制备的电致变色器件的响应时间最短，着色响应时间与褪色响应时间分别为21.27 s与11.68 s ；Ag-WO3复合薄膜制作的电致变色器件，当Ag层厚度为6 nm时，两种响应时间最小，着色响应时间与褪色响应时间分别为12.71 s和7.89 s。WO3薄膜制作的电致变色器件，在不同氩氧流量比下器件的响应时间受到影响；Ag-WO3复合薄膜制作的电致变色器件响应时间与用WO3制作的器件相比明显缩短，但是当Ag层厚度增加时，器件的响应时间随之增加。

采用射频磁控溅射技术, 以WO3陶瓷靶为原料, 在透明导电氧化铟锡(ITO)玻璃上沉积了非晶相WO3薄膜, 研究了溅射功率对薄膜结构及光学性质的影响, 并研究了WO3薄膜的电致变色特性。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射技术(XRD)表征了薄膜的表面形貌和内部结构; 利用UV-Vis分光光度计表征了薄膜在变色前后的光学透过性质, 利用电化学测试工作站研究了WO3薄膜的电致变色性质, 并从原理上分析了WO3薄膜的变色机理。研究结果表明, 不同功率下获得的WO3薄膜均为非晶结构, 在可见光范围内有较高的透过率。透明的WO3薄膜在负向电压下逐渐转变成深蓝色, 且在撤去电压后其颜色不变, 当施加正向电压时, 薄膜又转换为透明态, 表现出良好的电致变色特性。所制备WO3薄膜在550nm处褪色态的透过率为83%, 着色态的透过率为29%, 使得该薄膜在智能窗方面具有广阔的应用前景。

将优化制备工艺的Pt/WO3薄膜与增敏的光纤光栅相结合制备氢气传感器探头, 使传感器的性能得到大幅改进.氢敏测试实验结果表明: 经过315℃热处理铂钨比为1∶5的Pt/WO3薄膜具有更好的氢气响应能力；经过施加轴向预应力结构增敏的光纤光栅温度灵敏度为16.3 pm/℃, 大约是裸光栅的两倍;改性后的光纤光栅氢气传感器在氢气浓度为10 000 ppm、2 000 ppm、400 ppm时, 中心波长漂移量分别对应为720 pm、115 pm、20 pm, 并在1 min内达到最大漂移值, 氢气浓度每变化0.01%, 波长漂移分别达到7.2 pm、5.7 pm、5 pm, 氢气最低检测极限可达到0.04%.

采用先进的中频孪生非平衡磁控溅射技术,以金属钨为靶材,制备非晶态WO3电致变色薄膜。用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外分光光度计等测试手段分析薄膜的结构、表面形貌、成分以及透射光谱特性。研究了氧气流量比及热处理温度对WO3薄膜变色性能的影响。结果表明,中频孪生非平衡磁控溅射技术是制备WO3变色薄膜的一种有效方法;室温条件下沉积获得的原始态薄膜为非晶态WO3;提高氧气流量比和适当热处理温度能有效改善薄膜的电致变色性能。实验中在较高氧气流量比,200 ℃热处理条件下制备的薄膜在380～780 nm的可见光范围内着色态和褪色态平均透光率差值高达50%以上,表现出较好的电致变色性能。

介绍了WO3电致变色薄膜的变色机理和制备工艺，对WO3薄膜的电阻率，结构，化学组分，电化学特性和变色性能等特性进行了研究，提出了WO3薄膜的一种新的锂化方法，这种方法对进一步研制全固态电致变色薄膜器件是十分关键的。