电致变色材料研究进展
电致变色材料的研究进展
电致变⾊材料的研究进展电致变⾊材料的研究进展The Research Progress on ElectromicMaterial摘要电致变⾊材料的变⾊机理对电致变⾊材料的制备、理化性质有很⼤的影响。
本⽂采⽤阅读⼤量⽂献并对⽂献进⾏分析总结的⽅法，针对电致变⾊材料的变⾊机理进⾏概括总结，并且针对有机电致变⾊材料、⽆机电致变⾊材料，结合每种电致变⾊材料制备⽅法等进⾏研究综述，得到了如下结果:⽬前变⾊机理共分为六类，其中双重注⼊/抽出模型是公认的电致变⾊模型之⼀。
针对典型的⽆机电致变⾊材料和有机电致变⾊材料进⾏制备⽅法和变⾊机理进⾏总结归纳，并进⾏对⽐分析。
并且针对WO3 薄膜提出了提⾼薄膜变⾊效率，延长薄膜寿命，缩短薄膜变⾊响应时间等改进建议。
关键词：电致变⾊；变⾊机理；制备⽅法；性质分析⽬录摘要 ................................................................................................................................. I 1 绪论 .. (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究⽬的及意义 (1)1.3 电致变⾊材料概述 (1)1.3.1 电致变⾊现象 (1)1.3.2 电致变⾊材料的发展 (1)1.4 研究现状 (2)1.4.1 国内研究现状 (2)1.4.2 国外研究现状 (4)1.5 研究内容 (6)2 电致变⾊机理 (7)2.1 ⾊⼼模型 (7)2.2 双重注⼊/抽出模型 (7)2.3 极化⼦模型 (9)2.4 电化学反应模型 (9)2.5 能级模型 (10)2.6 配位场模型 (10)2.7 本章⼩结 (11)3 ⽆机电致变⾊材料 (12)3.1 阴极电致变⾊材料 (12)3.1.1 WO3 (12)3.1.2 MoO3 (14)3.1.3 TiO2 (15)3.2 阳极电致变⾊材料 (15)3.2.1 NiO (15)3.2.2 V2O5 (16)3.2.3普鲁⼠蓝 (16)3.3 本章⼩结 (16)4 有机电致变⾊材料 (18)4.1 有机⾼分⼦电致变⾊材料 (18)4.1.1 聚吡咯类 (18)4.1.2 聚噻吩类 (19)4.1.3 聚苯胺类 (19)4.2 有机⼩分⼦电致变⾊材料 (20)4.2.1 紫罗精 (20)4.2.2 ⾦属酞青化合物 (21)4.3 本章⼩结 (22)5 电致变⾊材料的应⽤及改进⽅案 (23)5.1 电致变⾊材料的的应⽤ (23)5.1.1 电⾊储存器件 (23)5.1.2 电致变⾊显⽰器件(ECD) (24)5.1.3 电⼦束印刷技术及传感器 (24)5.1.4 其他应⽤ (24)5.2 电致变⾊材料的改进⽅案 (25)结论 (26)参考⽂献 (27)1 绪论1.1 研究背景20世纪70年代，信息、材料和能源被⼈们称作当代⽂明的三⼤⽀柱。
电致变色玻璃研究报告
电致变色玻璃研究报告
电致变色玻璃是一种能够通过电场控制透明度的材料，具有广泛的应用前景。
本文将介绍电致变色玻璃的研究现状、原理和应用。
一、研究现状
电致变色玻璃的研究始于上世纪60年代，最初是为了应用于太空舱的窗户。
随着技术的不断进步，电致变色玻璃的制备工艺和性能得到了大幅提升。
目前，电致变色玻璃已经广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
二、原理
电致变色玻璃的原理是利用电场作用下离子在材料中的迁移，改变材料的光学性质。
电致变色玻璃通常由两层玻璃之间夹一层电致变色层组成。
电致变色层由氧化钒、氧化钨等材料组成，这些材料在不同电场下会发生氧化还原反应，从而改变材料的颜色和透明度。
三、应用
电致变色玻璃的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：
1.建筑领域：电致变色玻璃可以根据室内外光线的变化自动调节透明度，从而达到节能、环保的效果。
此外，电致变色玻璃还可以用于隔音、防紫外线等方面。
2.汽车领域：电致变色玻璃可以根据车内外光线的变化自动调节透明度，从而提高驾驶安全性。
此外，电致变色玻璃还可以用于隔音、防紫外线等方面。
3.航空航天领域：电致变色玻璃可以根据外界光线的变化自动调节透明度，从而提高飞行员的视野和安全性。
4.其他领域：电致变色玻璃还可以用于电子显示器、智能眼镜等方面。
电致变色玻璃是一种非常有前途的材料，具有广泛的应用前景。
未来，随着技术的不断进步，电致变色玻璃的性能和应用领域还将不断拓展。
无机电致变色材料反射特性研究进展
无机电致变色材料反射特性研究进展摘要：近几年，由于采用了特殊的合成工艺和结构设计，使得无机变色材料的反光性能得到了越来越多研究者的关注。
从无机电致变色材料的反射性质入手，对其在可见、近红外至中远红外波段的反射光谱调节技术进行了较为详尽的论述。
在可见波段，通过五氧化二钒掺杂化合物的制备、维光子晶体的微观结构、法布里-珀罗纳米腔结构以及局部表面的等离子共振来调节反射性质。
在红外波段，采用德鲁德自由电子气体等理论，采用氧化钨粉等物质进行分子振动吸收，并结合其它原理，进行了红外反射电致变色器件的研制。
关键词：电致变色；反射特性；无机电引言：电致变色是指在外加电场作用下，材料的透射率、反射率、吸收率等光学性能发生变化的过程。
在1969年， Debl第一次展示了 WO；是一种可变色的电致变色元件。
近年来，国内外对电致变色材料的研究逐渐深入，特别是全无机薄膜结构的全固态电致变色器件成为近年来的热点。
现已具备相当规模的电致变色设备研发能力，如 SAGE电气股份有限公司、 View In、浙江上方电器有限公司等。
1无机电致变色材料反射特性研究内容1.1阴极电致变色材料电致变色材料是一类在高温氧化时为无色物质，在低还原态时为着色的电致变色材料。
目前已有许多关于 WO,Mo0,Ti0,Ti0等方面的研究。
Zhou等采用水热、电沉积技术，研制出一种在负压下呈现深蓝、电压为正的 WO核壳纳米线膜，并能迅速变色，且能快速变色。
此外， Zhou等还采用硫酸铵水热法制备了 Mo掺杂 WO纳米线的薄膜，结果表明，在900~1800 m的距离下，其透过率比纯W0大，并有显著的改善，但其循环稳定性较差。
1.2阳极电致变色材料阳极电致变色材料是一种在高温氧化条件下能上色的物质，而在低浓度时则为无色的物质。
Ni0和普鲁士蓝在国内外已有较多的研究。
Xia等采用化学浴、溶胶-凝胶等技术，在IT0型导电玻璃表面制备了疏松、均匀、均匀的Ni0膜。
电致变色材料的研究进展及其应用研究
电致变色材料的研究进展及其应用研究电致变色材料是一种通过外加电场来改变颜色的材料。
随着科技的发展，电致变色材料逐渐成为了研究领域的热点之一。
本文将介绍电致变色材料的研究进展及其应用研究。
一、电致变色材料的研究进展电致变色材料的研究可以追溯到20世纪50年代。
最早的电致变色材料是银鹏石，但是它的色彩变化缓慢，无法应用到实际生产中。
直到80年代初，氧化钨（WO3）作为电致变色材料被发现，此后，一系列其他的电致变色材料纷纷涌现，如氧化钒（VO2）、氧化钼（MoO3）等等。
同时，研究者们也不断探索新的电致变色材料，并在这基础上开展深入的研究。
目前，电致变色材料的研究已经涉及到了几乎所有的化学元素，包括传统元素如铜、锌、铁等，也包括一些罕见的元素如稀土元素等。
二、电致变色材料的应用研究电致变色材料的应用范围非常广泛，涉及到生活、应用科技、商业等多个领域。
1.智能玻璃智能玻璃是电致变色材料应用最为广泛的领域之一。
智能玻璃可以根据外界光线、温度、湿度等变化而改变玻璃的透明度或者反射率。
这种材料被广泛应用于建筑、交通、家居等领域，目前，已经出现了热辐射式智能窗、电子窗帘等应用。
2.彩色显色电致变色材料可以在外加电场的作用下改变其颜色，这种性质可以被用于色彩显示。
因此，电致变色材料被应用在各种显示器件中，如平板电视、手机屏幕、电子书等。
3.传感应用电致变色材料的颜色变化还可以用于传感应用。
例如，将电致变色材料纳入电路板中，当电路板出现故障时，颜色的变化可以告知用户。
4.防窃听电致变色材料的颜色变化还可以被用于防窃听。
当窃听设备在被检测区域内时，电致变色材料会改变颜色，从而告知用户是否存在窃听器。
5.光伏太阳能电致变色材料的研究还涉及到了光伏太阳能。
当前，太阳能电池的颜色和透明度都比较单一，不符合市场需求。
但是，如果可以将电致变色材料应用于太阳能电池上，这些问题就能够得到有效解决。
三、电致变色材料的未来发展趋势在未来，电致变色材料的研究将会更加深入和广泛。
可变发射率器件中WO_3电致变色研究进展
文章编号:100621630(2008)0420035204可变发射率器件中WO 3电致变色研究进展李德柱,董 亮,王 豫(西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室,四川成都610031) 摘 要:概述了WO 3电致变色材料的基本结构、电致变色机理和伏安特性。
给出了WO 3薄膜可变发射率器件的结构。
介绍了部分典型非晶、多晶和其他形式的WO 3电致变色薄膜,以及发射率及变化范围。
关键词:电致变色;可变发射率;WO 3;非晶;多晶中图分类号:V444.34;TB43 文献标识码:ADevelopment of WO 3Electrochr omic in V ar ia ble Emittance DeviceL I De 2zhu ,DON G Lia ng ,WAN G Yu(K ey La b o rator y of Adva nced Technologies of Material s ,Sout hwest Jiaotong Univer sity ,Chengdu Sichua n 610031,China)Abstract :The ba sic str ucture ,mecha nism of elect rochromic and volt 2ampere prope rtie s of WO 3electrochro mic mate rials were de scribed in this paper.The device co nstr uction of WO 3electroc hromic thin film with va ria ble emit tance was give n out.The par tial typical WO 3mate rials with a morphous ,c rystalline and other f orm were int roduced ,and so were t he emit ta nce and it s changing scope.Keyw or ds:Elect rochromic ;Variable emittance ;WO 3;Cr ystalline ;Amo rp hous 收稿日期:2007205208;修回日期:2007205225 基金项目:四川省自然科学基金(05J Y 029209922);西南交通大学自然科学基金(5B ) 作者简介李德柱(—),男,硕士生,主要从事WO 3薄膜的研究。
有机电致变色材料的设计与合成研究
有机电致变色材料的设计与合成研究有机电致变色材料是一种能够通过外界电场刺激而改变颜色的材料，属于一类具有应用前景广阔的功能性材料。
在现代科技的驱动下，对有机电致变色材料的设计和合成的研究逐渐深入。
本文将对这一研究领域进行探讨，分析其设计原理、合成方法以及相关应用。
1. 有机电致变色材料设计原理有机电致变色材料的设计原理主要基于外界电场对分子结构的影响，从而引发颜色的变化。
一般来说，材料中的分子会存在着两种或以上的结构状态，而这些状态的转变可以通过电场的施加进行调控。
具体来说，材料的分子结构在正常状态下呈现一种特定的构型，而当外界电场作用于材料时，分子结构发生改变，从而引发颜色的变化。
这种变色现象可通过分子内部的电荷转移、立体构型改变等方式实现。
2. 有机电致变色材料的合成方法有机电致变色材料的合成方法多种多样，主要包括化学合成和物理制备两种方式。
化学合成方式是通过有机合成化学反应，将特定的有机分子合成为具有电致变色性质的材料。
这种方法可以通过调整反应条件、改变分子结构等手段来实现不同的电致变色效果。
物理制备方式则是利用激光蒸发、分子束外延等技术，在材料表面形成具有电致变色性质的薄膜。
这种制备方法具有高效、灵活等特点。
3. 有机电致变色材料的应用领域有机电致变色材料的应用领域十分广泛，其中包括显示器件、传感器件、光电存储材料等。
其中最为重要的应用领域之一是光电显示技术。
有机电致变色材料可以作为显示器件中的像素材料，通过外界电压的调控实现颜色的变化。
这种技术被广泛应用于电子纸、柔性显示器等领域。
此外，有机电致变色材料还可以用于光电存储领域，其在高密度信息存取、超高速数据读取等方面具有独特的优势。
4. 有机电致变色材料研究的挑战与展望尽管有机电致变色材料的研究取得了一定的进展，但仍然面临着一些挑战。
首先，目前合成的有机电致变色材料存在稳定性和耐久性的问题，这限制了其在实际应用中的可持续性。
其次，目前尚缺乏高效的材料设计和合成方法，使得有机电致变色材料的性能优化存在困难。
电致变色材料的的研究进展
4.1 有机高分子电致变色材料
• 聚苯胺 • 通过电化学聚合制备 • 离子注入可从无色―绿色―蓝色或紫色转换，伴
随颜色变化的是结构的变化，在绿色态聚苯胺是 导体，而在其他状态是绝缘体。在电场作用下， 离子注入使聚苯胺由绝缘体向导体转变，其电子 状态也发生了变化，即由于绝缘体吸收能量高于 禁带宽度Eg时会显示其互补的颜色。
适用于TiO2、MoO3、NiO等材料，但没有明确电子和阳 离子的注入方式和途径。
2. 电致变色机理
2.3 极化子模型
• 小极化子处于定域态，电子被定域在某个晶格位置上，即当一 个电子注入晶格后，电子被束缚在单个W6+结点上，由于不同晶 格位置的W具有不同的能量，借助于声子的参与，电子可以通过 隧道穿透，从一个定域态跃迁到另一个相邻的定域态。
电致变色材料的研究进展
指导教师：
轻工学院 印刷工程 1班
论文结构
1 研究目的及意义 2 电致变色机理 3 无机电致变色材料 4 有机电致变色材料 5 应用及展望 6 总结
1.1 研究目的及意义
• （1）电致变色材料因其环保、低耗、绿色、无污 染、智能的特点，符合国民经济的“可持续发展 战略”的要求；符合未来智能材料的发展。
• （2）电致变色材料做成的电致变色显示器，只要 显示内容不变化，就不会耗电，可以达到节能目 的。同时电致变色显示器与其它显示器相比，具 有无视盲角，对比度高等优点。电致变色材料在 智能窗、电子纸、电色存储器件等领域也具有重 要的研究意义和巨大的应用价值。
1.2 国内研究现状
• 目前的研究方向大多在电致变色材料的变色机理 和材料复合及电致变色材料的性质分析上面。虽 然没有国外起步早，但我国在这方面仍然有这很 大研究进展。
3.2 有机电致变色材料
电致变色材料研究及发展现状
电致变色材料研究及发展现状
本文摘要：电致变色材料是一种新型的变色材料，可以通过改变电位，控制物体表面的发光或吸收光的现象，实现材料表面颜色的可控改变。
电致变色材料的出现，使得机械式的传统变色技术得到了极大的改进，为电子产品提供了一个新的设计方案。
随着物联网等技术的发展，电致变色材料的研究也不断受到重视。
本文将重点介绍电致变色材料研究的发展现状，分析其具有的特点，以及其应用前景，为更好地推动电致变色技术的发展提供参考。
电致变色材料有许多种，在当前研究中主要有有机高分子材料、金属有机框架材料、无机材料和智能材料等。
其中，有机高分子材料具有低成本、易于加工等优势，但对空间分辨率要求高，而且受温度等外部因素的影响较大；金属-有机框架材料由于结构复杂，制备过
程复杂，成本较高，但空间分辨率较高；无机材料可以提供较高分辨率和高可靠性，但其成本和制备过程较高；智能材料则具有优雅的外观、可控性及超强抗拉强度等优势，但研究发展较为初期，价格较高，对运行环境的要求较高。
电致变色材料可以应用于家居装饰、汽车内饰、元件可靠性等领域，其中，家居装饰领域已经开展了大量的应用研究，利用电致变色材料可以实现对家居空间的美化与调控，丰富家居空间的色彩内涵；汽车内饰领域则可以应用到仪表盘、门板、把手等，提供消费者更多的操控及选择性；元件可靠性领域，则开展了大量的变色元件研发，可以通过调节电流来调控元件的颜色及强度。
未来，电致变色材料的研究将继续深入，随着电致变色材料在各个领域的广泛应用，将为用户提供更多实用、便捷的服务。
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电致变色材料研究进展 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】电致变色材料研究进展摘要电致变色材料是目前公认的最有发展前途的智能材料之一。
本文简述了电致变色机理及特点，简要介绍了无机电致变色材料（WO3）和有机电致变色材料（氧化还原型化合物、金属有机螯合物、导电聚合物）这两种不同类型的变色材料，电致变色材料的应用前景和发展方向及其研究现状。
关键词电致变色无机电致变色材料有机电致变色材料应用现状变色现象是指物质在外界环境的影响下，而产生的一种对光的反应的改变。
这种现象普遍存在于自然界中，比如变色龙，它的体色会随着周围环境的变化而改变。
人们感兴趣的是一类具有可逆变色现象的物质，即可利用一定的外界条件将它们的颜色进行改变并且在另外一种条件下将其还原。
目前发现的变色现象主要有4 类: 电致变色、光致变色、热致变色和压致变色，其中又以电致变色研究得最为深入。
电致变色是指在外接电压或者电流的驱动下，物质发生电化学氧化还原反应而引起颜色变化的现象。
即在外加电场作用下，物质的化学性能（透射率、反射率等）在可见光范围内产生稳定的可逆变化。
其主要特点有以下几点：( 1) 电致变色材料中电荷的注入与抽出可以通过外界电压或电流的改变而方便地实现，注入或抽出电荷的多少直接决定了材料的致色程度，调节外界电压或电流可以控制电致变色材料的致色程度; ( 2) 通过改变电压的极性可以方便地实现着色或消色; ( 3) 已着色的材料在切断电流而不发生氧化还原反应的情况下，可以保持着色状态，即具有记忆功能。
因此，电致变色材料应满足以下各个方面的要求: (1) 具有良好的电化学氧化还原可逆性; (2) 颜色变化的响应时间快; (3) 颜色的变化是可逆的; (4) 颜色变化的灵敏度高; (5) 有较高的循环寿命; (6) 有一定的记忆存贮功能; (7) 有高的机械性能和化学稳定性; (8) 有合适的微观结构。
自1969 年Deb 发现非晶WO薄膜具有电致变色效应以来，电致变色薄膜材料以其特殊的性能成为了材料研究的热点之一，并且取得了一定的成果。
70 年代电致变色器件的问世，80 年代美国科学家研究的“灵巧窗”都是在电致变色材料研究领域的重大突破。
此后，人们又逐渐发现了其它一些电致变色材料，可以分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。
无机电致变色材料的性能稳定, 其光吸收变化是由于离子和电子的双注入和双抽出而引起的。
有机电致变色材料的色彩丰富, 易进行分子设计, 其光吸收变化来自氧化还原反应。
无机电致变色材料无机电致变色材料多为过渡金属氧化物或其衍生物。
这是由于过渡金属元素在d 轨道有未成对的单电子存在。
过渡金属元素离子一般易于着色, 且基态与激发态能量差较小。
氧化物中金属的电子层结构不稳定, 在一定的条件下价态发生可逆转变, 形成混合价态的离子共存状态, 其颜色随离子价态和浓度的变化而变化。
依据变色特性, 又可分为阴极电致变色材料和阳极电致变色材料。
1、阴极电致变色材料在高价氧化状态无色, 在低价还原状态着色的电致变色材料称为阴极电致变色材料, 主要包括B 族的WO3 、MoO3 及其混合材料, 以及V2O5 、Nb2O5 、TiO2 、BiO3 等。
其中，最典型的就是WO3，它是最早被发现具有电致变色特性的，也是研究得最为广泛和深入的一种电致变色材料。
对于WO3，在钨的位置上都被WⅥ占据，是一种透明的薄膜; 而在氧化还原态时，WⅤ产生电致变色效应。
尽管对于WO3详细的变色机制还存在争议，但是金属阳离子的注入与抽出的重要作用已被认可。
一般认为其反应方程式如下: xM+ + xe － +WO3→MxWO3式中M 表示H + ，Li + 等。
利用Faughnan 等提出的价间电荷迁移模型解释WO3的变色行为，如图1( a) 所示方向加电场时，电子e －和阳离子M+ 同时注入WO3膜原子晶格间的缺陷位置，形成钨青铜( MxWO3) 化合物，呈现蓝色。
如图1( b) 所示方向加电场时，电致变色层中电子e －和阳离子M+同时脱离，蓝色消失。
WO3在高价态呈现无色，在低价态呈现出蓝色，是一类在高价氧化状态下无色，在低价还原状态下着色的阴极电致变色材料，这类材料主要是ⅥB 族金属氧化物。
图1 价间电荷迁移模型示意图2、阳极电致变色材料阳极电致变色材料与阴极电致变色材料相反，它们在低价还原状态下无色，在高价氧化状态下呈现颜色，阳极材料主要是Ⅷ族即Pt 族( Pt，Pd，Ru，Rh 等) 的金属氧化物和水合氧化物。
对于阳极材料来说，研究的比较普遍的是IrO2和NiO两种氧化物材料。
对于阳极材料的变色机制目前还不能够确定，只是提出了质子抽出和阴离子注入的两种模型:R( OH) 2 ≒ROOH + H + + e ( 1)R( OH) 2 + OH－≒ ROOH + H2O + e ( 2)其中( 1) 式对应于质子( H + ) 萃取模型，即把质子从膜中抽出，使之变色; 而( 2) 式则对应于OH －注入模型。
这两种模型除了着色态含水量不同之外，其化学成分并没有发生改变。
有机电致变色材料有机电致变色材料又有有机小分子电致变色材料和高分子电致变色材料之分。
有机电致变色材料主要通过得失电子发生氧化-还原反应实现发色和褪色的可逆变化。
它的响应速度可以达到飞秒级（千万亿分之一秒）。
1、氧化还原型化合物这类材料具有可逆的电化学氧化还原性质, 氧化态和还原态在不同可见光频率下具有相当大的摩尔吸收系数。
一般来说, 这类化合物由一定长度的共轭键或环结构与给电子的杂原子这两部分组成, 其中以杂原子化合物居多, 例如联吡啶、紫罗精、蒽醌、四噻富瓦烯、吡唑啉及其衍生物。
紫罗精是一种最具有代表性的有机电致变色材料，俗称1，1'-双取代基-4，4'-联吡啶。
它有3种氧化还原态，分别如图2 中的A，B 和C 所示。
其中A 是无色的，为二价阳离子形式，也最稳定; B 为单价阳离子; C 为中性粒子，它们之间的转化关系如图2 所示。
由于分子内部强烈的光电转移，从而使单价阳离子着色，每一步转化都会产生不同的颜色，颜色的变化完全依赖于取代基( － R) 。
图2 紫罗精常见的3 种氧化还原态紫罗精具有良好的变色性能，选择合适的取代基，通过改变分子轨道能级和分子间电荷的迁移能可以方便地调节其电色效应。
当取代烷基较短时，离子呈现蓝色( 在较浓的溶液中呈蓝紫色) ; 随着链长的增加，分子间二聚作用增加，颜色也逐渐变成深红色。
带有短链的烷基的紫罗精( MV) 的电致变色器件在水性电解液中的可擦写效率很低，只有在非阴离子以及自由基阳离子态时才有很好的溶解性。
为了提高其性能，使用长链的烷基取代可以避免溶解和扩散的问题，但着色态的自由基阳离子是不可溶的。
在此类型的紫罗精中，以庚基紫罗精( l，l'-diheptyl-4，4'-bipyridylium，HV) 研究的最多。
2、金属有机螯合物过渡金属离子与多配位体基配体形成螯合物时, 金属离子的d 轨道受配体作用分裂成能级较低的T2g 轨道和能级较高的Eg 轨道, 这两种轨道间的能级差$ 大都落在可见光能级范围内, 从而使金属螯合物呈现$ 的互补色。
利用这一原理可以设计出各种颜色的金属有机螯合物, 如稀土酞花菁已经形成了一个系列。
3、导电聚合物许多共轭聚合物被小分子掺杂后呈现异常高的导电性, 掺杂剂种类和掺杂浓度除决定导电性外还支配其颜色变化。
因此人们基于这一事实研究了多种导电聚合物的电致变色行为, 通常是一些芳香化合物的高分子材料, 主要有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃等。
P 电子占据的最高能级和未占据的最低能级之间的能带宽(Eg) 决定了这些材料内在的光学和电学性质, 可以通过掺杂和去掺杂来控制这些材料的光学性质, 在掺杂的过程中引入了极子、孤子、双极子等载流子, 随掺杂程度由小到大的变化, 在分子的CB( 导带) 和VB( 价带) 之间依次出现极子能级、双极子能级、双极子能带, 价带电子向不同能级跃迁, 使光谱发生不同的变化。
如果在一定范围内控制电压的大小, 通过电压决定掺杂程度的不同, 从而导致可见光区的吸收不同, 显示出颜色的变化, 就会发生电致变色现象。
聚苯胺( PANI ) 被预言是一种很有发展前途的电致变色材料, 其光学质量好, 颜色转换快, 循环可逆性好, 苯胺单体价格比较便宜。
但由于苯环的存在以及相邻分子链间较强的氢键作用, 使其分子链的刚性增加,在大多数有机溶剂中的溶解性较差。
电致变色材料的应用电致变色材料有许多优异的特性，如：1）颜色变化的可逆性、方便性、灵敏性、多色性；2）颜色深度的可控性；3）颜色的记忆性；4）电致变色材料的驱动电压低；5）颜色环境适应性强。
近年来已研制开发出了多种电致变色器件，主要有信息显示器件、电致变色智能窗、无眩反光镜、电色存储器件等。
此外还包括变色太阳镜、高分辨率光电摄像器材、光电化学能转换和存储器、电子束金属版印刷技术等高新技术产品，前景十分广阔。
1、电致变色显示器件电致变色显示器( ECD) 是最早被开发和研制的电致变色器件，与其他显示器件相比具有无视盲角、对比度高、易实现灰度控制、制造方便、工作温度范围宽、驱动电压低、色彩丰富等优点。
完全可以和当今计算机的液晶显示器相媲美。
但目前由于这种显示器的响应时间太长，并没有大规模的投入市场，仅适用于响应速度要求不太高的大面积显示器件，且能与微电子电路兼容。
随着纳米技术的发展，电致变色材料的广泛商业化成为可能。
纳米电致变色器件的结构包括纳米晶体、纳米薄膜( TiO2) 作为显色电极( 阴极) ，单层电致变Viologen 分子被锚定在其中。
这些分子呈现出高稳定性，能够经受几百万次颜色反复改变。
在器件中，由于对面电极( 阳极) 的存在，电致变色效应出现在阴阳电极之间。
这些阳极能贮存电荷，这就使得器件具有双稳态和低功耗。
Ntera 公司已经研究成功了部分纳米电致变色器件并且已有产品上市。
2、电致变色智能窗玻璃用于玻璃窗的电致变色材料需要满足的性能要求是：温度稳定性好；使用寿命长；颜色变化周期小于3min；每年循环次数在5000次左右；其他要求有合适的颜色和透光率等。
到目前为止，研究最多的玻璃窗型的电致变色槽是以三氧化钨（WO3）为基本材料，电极是涂有透明导电薄膜的K-玻璃（SnO2:F）或铟锡氧化物玻璃（In2O3:SnO2）。
工作电极上用真空镀膜方法涂上一层WO3膜，在另一个电极（对电极）上用真空涂上一层LixV2O5(x约为1)。
在两个玻璃电极之间放的是含有锂离子的聚合物电解质。
3、无眩反光镜强烈的太阳光及尾随汽车前灯的强光照射会使汽车前窗及后镜产生令人目眩的反光，而使用无眩反光镜作为汽车后视镜具有十分吸引人的应用前景，因为它可以根据对方的灯光强弱改变其反射率，减少驾驶员的眩光效应，保证行车安全。