电致变色原理和发展

电致变色是指材料在电压电流的作用下，光学性质比如透过率、反射率、吸收率等发生稳定、可逆的变化。

最早在交通领域大规模应用电致变色的或许是波音787，在波音787上，传统的舷窗遮阳帘被去掉，取而代之的是控制按钮以及可调变色的舷窗玻璃。

波音787上的可变色舷窗采用了第一代电致变色技术，这种技术主要是采用一类被称为紫晶的化合物，这种材料通电后发生反应呈现蓝色。在电致变色玻璃中，一般是将紫晶类的凝胶材料灌入到两片玻璃中间，最后进行封装。

当然，具体来看并不只是简单地导入材料就可以，一般来说，在两片玻璃之间，其实具有2层透明导电层、2层电致变色层、一层电解质层等结构。

透明导电层就是一层导电的薄膜，有很高的透光率和电导率，这是将电场作用到电致变色材料的关键。

 

电致变色层是电子和离子的混合体，在电场作用下会产生颜色变化；电解质层是用于传导变色反应中所需要的离子，具备高离子透过率和低电子透过率。

不过在应用上，由于大面积玻璃的平整度和曲率难以一致，工艺上容易导致凝胶涂层不均匀，以致玻璃变色不均匀。除了飞机舷窗外，这种技术在防眩目后视镜上应用较多。

而第二代的电致变色技术，又被称为无机固态技术。顾名思义，变色使用的材料发生了变化，无机固态技术选择了三氧化钨作为核心材料。三氧化钨具有特殊的晶格结构和电致化学反应，当外加电场时，会产生氧化还原反应，从而改变颜色。具体来说，三氧化钨和H+和Li+结合后，会从透明转为深蓝色。

不过这种以玻璃为基地的无机固态技术不太适合曲面场景，这与第一代的技术类似。主要是因为三氧化钨材料镀膜在曲面玻璃上的工艺成本较高，且容易出现不均匀的现象。

而第三代的电致变色技术被称为柔性固态电致变色薄膜技术，采用了聚合物电致变色材料。先将聚合物聚合物材料均匀分散成溶液，用仪器把EC溶液涂布在薄膜上，对完成涂布的薄膜进行高温烘干并制成EC复合薄膜。

而采用薄膜形式的好处是，能够应用到各种形态的玻璃上，包括面积、形状、曲率等以往限制电致变色应用的因素，都不再成为限制。特别是在目前的新能源汽车玻璃天幕上，由于车身形状设计，天幕玻璃一般会呈现一定的曲率，电致变色薄膜的加入就能够轻松让天幕玻璃满足遮光的需求。