Meginregla raflitaðs glers er að með því að beita örlítilli spennu eru jónirnar inni í glerinu knúnar til að hreyfast, sem veldur afturkræfum og stöðugum breytingum á sjónrænum eiginleikum (lit og gagnsæi) efnisins.
Ítarleg vinnuregla (skref-fyrir-skref greining
Þú getur ímyndað þér það sem mjög þunnt og gegnsætt „rafhlaða“ sem breytir um lit við hleðslu og verður aftur gegnsætt þegar það er tæmt.
1. Kjarnabygging (samlokubygging
Dæmigert raflitað gler er samsett úr fimm lögum af virkum filmum, sem er sandvegað á milli tveggja glerhvarfefna:
Ytra gler: Undirlag.
Gegnsætt leiðandi lag (TCO): Venjulega indíum tinoxíð (ITO), þjónar sem rafskaut til að beita spennu.
Rafmagnslag (EC Layer): Kjarnalag, sem inniheldur rafkómísk efni (eins og wolframtríoxíð WO₃). Þegar jónum og rafeindum er sprautað breytist það um lit (verður venjulega blátt).
Jónískt leiðaralag (rafólýtalag): Það geymir jónir (eins og Li⁺) og hleypir jónum í gegn undir áhrifum rafsviðs, en einangrar rafeindir.
Jónageymslulag (mót rafskautslag) : Þegar raflitalagið breytir um lit þarf það að veita eða taka á móti jónum til að viðhalda hleðslujafnvægi og hefur venjulega samhliða litabreytandi-eiginleika sjálft.
Gegnsætt leiðandi lag (TCO) : Rafskautið á hinni hliðinni.
Ytra gler: Undirlag.
Uppbyggingin er einfölduð sem: gler, leiðandi lag, raflitað lag, jónaleiðaralag, jónageymslulag, leiðandi lag og gler
2. Vinnuferli (tekin wolframtríoxíð WO₃ og litíumjónir Li⁺ sem dæmi)
a. Litun - Þegar spenna er sett á
Þegar DC spenna (venjulega mjög lág, 1-5V) er sett á gagnsæ leiðandi lögin á báðum hliðum:
Rafsviðsdrif: Rafsviðið knýr litíumjónir (Li⁺) í jónaleiðaralaginu til að fara í átt að raflitalaginu (WO₃).
Jóna- og rafeindainnspýting: Á sama tíma er rafeindum (e⁻) einnig sprautað inn í raflitalagið í gegnum ytri hringrás.
Efnahvörf eiga sér stað: Í raflitalaginu gangast jónir og rafeindir fyrir afoxunarhvörfum (intercalation) við efnið.
WO₃ (gegnsætt) + xLi⁺ + xe⁻ ⇌ LixWO₃ (blátt)
Litabreyting: Varan LixWO₃ er djúpblátt efnasamband sem gleypir sýnilegt ljós og dökknar þar með lit glersins og dregur úr gegnsæi þess. Á meðan er jónageymslulagið oxað og tapar jónum til að viðhalda hleðslujafnvægi alls kerfisins.
b. Dofnar (bleikur) - þegar spennunni er snúið við eða aftengt
Þegar spennunni er snúið við eða stutt-:
Ferliviðsnúningur: Stefna rafsviðsins breytist eða hverfur og jónir og rafeindir eru unnar úr raflitalaginu og fara aftur í jónaleiðaralagið og jónageymslulagið.
Öfug viðbrögð eiga sér stað: Ofangreind efnahvörf halda áfram til vinstri, þar sem LixWO₃ brotnar aftur niður í gegnsætt WO₃ og losar Li⁺ og e⁻.
Endurheimtu gagnsæi: Glerið fer aftur í mikið gagnsæi.
c. Minnisáhrif
Einn lykilkostur raflitaðs glers er að það hefur bifasta eiginleika. Þegar upplitað eða dofnað ástand hefur myndast er hægt að viðhalda því í langan tíma (í nokkrar klukkustundir eða jafnvel daga) jafnvel þó að rafmagnið sé alveg slökkt. Vegna þess að ofangreind -efnahvörf eru í stöðugu ástandi þegar þau eru ekki knúin áfram af ytra rafsviði. Það eyðir aðeins rafmagni þegar það þarf að breyta ástandi sínu, sem gerir það mjög-orkuhagkvæmt.
