Исследование механизма формирования электрохромных пленок WO₃ на поверхности Sn, Ti и ITO-электродов в процессе катодного электроосаждения

Исследован механизм электрохимического формирования пленок WO₃ на поверхности титанового, оловянного и ITO-электрода при различных режимах, включающих в себя время осаждения  τ = 2000–8000 c, электрохимический потенциал осаждения на катоде в диапазоне от –0,4 до –1 В. Представлена методика синтеза пероксивольфрамовой кислоты и метод катодного электроосаждения. Проведенные исследования с оловом и титаном расширяют область применения пленок WO3 для технологий создания химических источников тока и топливных элементов.

1. Lampert C. M. Large-area smart glass and integrated photovoltaics // Solar Energy Materials and Solar Cells. – 2003. – V. 76. – P. 489–499.

2. Monk P.M.S., Mortimer R.J., Rosseinsky D.R. Electrochromism and electrochromic devices. – New York: Cambridge University Press, 2007. – 483 p.

3. Granqvist C. G. Handbook of Inorganic Electrochromic Materials. – Amsterdam: Elsevier Science, 1995. – 633 p.

4. Pehlivan B., Qu H., Wen R., Granqvist C. G., Arvizu M. A., Niklasson G. A. Electrochromic materials and devices for energy efficiency and human comfort in buildings: A critical review // Electrochimica Acta. – 2018. – V. 259. – P. 1170–1182.

5. Wu W., Wang M., Ma J., Cao Y., Deng Y., Electrochromic Metal Oxides: Recent Progress and Prospect // Adv. Electron. Mater. – 2018. – V. 4. – P. 1800185 (1–19).

6. Shiyanovskaya I., Hepel M., Tewksburry E. Electrochromism in electrodeposited nanocrystalline WO3 films I. Electrochemical and optical properties // Journal of New Materials for Electrochemical Systems. – 2000. – V. 3. – P. 241–247.

7. Meulenkamp E.A. Mechanism of WO3 Electrodeposition from Peroxy-Tungstate Solution// Journal of the Electrochemical Society. – 1997. – V. 144. – N 5. – P. 1664–1671.

8. Somani P.R., Radhakrishman S. Electrochromic materials and devices: present and future // Materials Chemistry and Physics. – 2002. – V. 77. – P. 117–133.

9. Hanaor D.A.H., Triani G., Sorrell C. C. Morphology and photocatalytic activity of highly oriented mixed phase titanium dioxide thin films // Surf Coat Technol. – 2011. – V. 205. – P. 3658–3664.

10. Nakaruk A., Ragazzon D., Sorrell C.C. Anatase rutile transformation through hightemperature annealing of titania films produced by ultrasonic spray pyrolysis // Thin Solid Films. – 2010. – V. 518. – P. 3735–3742.

11. Фоминский В. Ф. Григорьев С. Н., Романов Р. И., Зуев В. В., Григорьев В. В. Свойства тонких пленок оксида вольфрама, формируемых методами ионно-плазменного и лазерного осаждения для детектора водорода на основе структуры MOSiC // Физика и техника полупроводников. – 2012. – Т. 46, вып. 3. – С. 416–424.

12. Vijayakumar E., Yong-Han Y., Quy Vu H. V., Lee Y.-H., Kang S.-H., Ahn K.-S., Lee S.W. Development of Tungsten Trioxide Using Pulse and Continuous Electrodeposition and Its Properties in Electrochromic Devices // Journal of The Electrochemical Society. – 2009. – V. 166 (4). – P. 86–92.

13. Kwong W. L., Qui H., Nakaruk A., Koshy P., Sorrell C.C. Photoelectrochemical Properties of WO3 Thin Films Prepared by Electrodeposition // Energy Procedia. – 2013. – V. 34. – P. 617–626.

14. Zhi M., Huang W., Shi Q., Wang M., Wang Q. Sol-gel fabrication WO3/RGO nanocomposite film with enhanced electrochromic performance // RSC Adv. – 2016. –V. 6. – P. 67488–67494.

15. Ng Ch., Ye Ch., Ng Y.H., Amal R. Flower-shaped tungsten oxide with inorganic fullerenelike structure: synthesis and characterization // Crystal Growth and Design. – 2010. – V. 10. – P. 3794–3801.

16. Pauporte T. A Simplified Method for WO3 Electrodeposition // Journal of the Electrochemical Society. – 2002. – V. 149 (11). – P. 539–545.

17. Arakaki J., Reyes R., Horn M., Estrada W. Electrochromism in NiOX and WOX obtained by spray pyrolysis // Solar Energy Materials and Solar Cells. – 1995. – V. 37. – P. 33–41.

18. Lemire C., Lollman D. B. B., Mohammad A. A., Gilet. E., Aguir K. Reactive R.F. magnetron sputtering deposition of WO3 thin films // Sensors and Actuators B: Chemical. – 2002. V. 84 (1). – P. 43–48. doi.org/10.1016/S0925-4005(02)00009-6.

19. Kwong W.L., Savvides N., Sorrell C.C. Electrodeposited nanostructured WO3 thin films for photoelectrochemical applications // Electrochim. Acta. – 2012. – V. 75. – P. 371–380.

20. Baeck S.H., Jaramillo T., Stucky G.D., McFarland E.W. Controlled electrodeposition of nanoparticulate tungsten oxide // NanoLett. – 2002. – V. 2(8). – P. 831–834.

21. Soliman H.M.A., Kashyout A.B., El Nouby M.S., Abosehly AM. Preparation and characterizations of tungsten oxide electrochromic nanomaterials // J Mater Sci-Mater Electron. – 2010. – V. 21(12). – P. 313–321.

22. Yang B., Li H.J., Blackford M., Luca V. Novel low density rnesoporous WO3 films prepared by electrodeposition // Curr. Appl. Phys. – 2006. – V. 6. – P. 436–439.

23. Щегольков А. В., Щегольков А. В. Электрохромные наноструктурные пленки WO3, приготовленные электрохимическим осаждением: получение и свойства // Перспективные материалы. – 2020. – № 1. – С. 54–63.

24. Gellings P. J., Bouwmeester H. J. M. The CRC handbook of solid state electrochemistry. – CRC Press, 1997. – P. 618.

25. Bockris J.O’M., Reddy A.K.N., Gamba-Aldeco M. Modern electrochemistry. V. 2A: Fundamentals of Electrodics. – Kluwer academic publishers. – 2002. – P. 817.

26. Neghmouche N., Khelef A., Lanez T. Investigation of diffusion of ferrocene and ferricenium in aqueous and organic medium using voltammetry techniques // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Science. – 2010. – V. 1, N 1. – P. 76–82.