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電致變色是材料的光學屬性（反射率、透過率、吸收率等）在外加電場的作用下發生穩定、可逆的顏色變化的現象，在外觀上表現為顏色和透明度的可逆變化。具有電致變色性能的材料稱為電致變色材料，用電致變色材料做成的器件稱為電致變色器件。[1]
電致變色材料
電致變色材料分為無機電致變色材料和有機電致變色材料。無機電致變色材料的典型代表是三氧化鎢，目前，以WO3為功能材料的電致變色器件已經產業化。而有機電致變色材料主要有聚噻吩類及其衍生物、紫羅精類、四硫富瓦烯、金屬酞菁類化合物等。以紫羅精類為功能材料的電致變色材料已經得到實際應用。
電致變色層是電致變色器件的核心層，也是變色反應的發生層。電致變色材料按照類型可分為無機電致變色材料和有機電致變色材料。
無機電致變色材料
無機電致變色材料多為過渡金屬氧化物或其衍生物，第一次發現的電致變色現象就是無定形WO3薄膜的變色。過渡金屬、電子層不穩定，有未成對的單電子存在。過渡金屬元素的離子一般都有顏色，且基態與激發態能量差較小，在一定的條件下價態發生可逆轉變，形成混合價態離子共存狀態。隨離子價態和濃度的變化，顏色也會發生相應的變化，這就是過渡金屬氧化物具備電致變色能力的原因。常見的無機變色材料根據其發生氧化還原的原理不同，又可以細分為陽極着色材料和陰極着色材料.
陰極變色材料主要是ⅥB族金屬氧化物。作為陰極變色材料的典型代表， WO3薄膜是人們發現最早的，也是研究最為詳盡的。WO3的變色過程複雜，其機理一直存在爭論，雙注入模型即Faughnan模型是目前被普遍接受和應用的模型。該模型認為WO3薄膜的電致變色機理是在變色過程中由於電場的作用，陽離子和電子雙注入WO3晶格空隙後產生含W的產生被認為是其變色的原因。
陽極變色材料主要是Ⅷ族及Pt族金屬氧化物或水合物。其中NiO因具有較大的着色/漂白變色範圍、較長的循環壽命及原料豐富、價格適宜等優點而成為一種研究最多的陽極變色材料。氧化鎳是一種具有NaCl結構的3d過渡金屬氧化物，晶體中會出現鎳空位或過氧的情況，這導致氧化鎳成為一種p型半導體。因此氧化鎳晶體中經常會出現空位、缺陷以及摻雜的情況。雙注入模型不能很好地解釋NiO的變色過程，至今NiO薄膜的變色機理仍有很多爭議。
有機電致變色材料
有機電致變色薄膜種類相對較多，可以分為有機小分子電致變色材料和導電聚合物電致變色材料兩大類。
有機小分子變色材料的典型代表就是紫羅精類化合物，該類物質在氧化還原過程中會出現顏色變換，所以又屬於氧化還原型化合物。一般情況下，中性態紫羅精類化合物由於自身結構特殊性?分子內部電子遷移受到禁阻，因此顏色較淺。隨着施加電位的提高，中性態結構逐漸向部分氧化態轉變，最終生成穩定的二價陽離子形式，該狀態下呈現無色。由於分子間存在強烈的光電轉移，使得單價陽離子顏色最深。
導電聚合物電致變色材料是20世紀70年代新發展起來的一類物質。白川英樹等發現導電聚乙炔以來，得到了飛快的發展。，20世紀80年代以來，隨着共軛高聚物經小分子摻雜而顯示出很高的導電性並且出現電致變色現象以後，導電聚合物作為電致變色材料便很快發展起來。該類物質因具有費用低、光學質量好、顏色轉換快、循環可逆性好等優點而受到重視。導電聚合物變色的原理主要是其摻雜過程，摻雜的實質是離子等在高分子鏈中的遷入與遷出行為，同時伴隨着電子的得失，因此導電聚合物的摻雜過程是一個氧化還原可逆過程。在摻雜的過程中引發了分子導帶與價帶之間的躍遷，包括極子能級、孤子能級、雙極子能級、電子的不同能級躍遷，使光譜發生不同的變化。在一定範圍內控制電壓來決定摻雜程度，從而導致可見光區的吸收不同，顯示出顏色的變化，就發生了電致變色現象。
工作原理
電致變色材料在外加電場作用下發生電化學氧化還原反應，得失電子，使材料的顏色發生變化。
典型結構
器件結構從上到下分別為：玻璃或透明基底材料、透明導電層（如：ITO）、電致變色層、電解質層、離子存儲層、透明導電層（如：ITO）、玻璃或透明基底材料。
器件工作時，在兩個透明導電層之間加上一定的電壓，電致變色層材料在電壓作用下發生氧化還原反應，顏色發生變化；而電解質層則由特殊的導電材料組成，如包含有高氯酸鋰、高氯酸納等的溶液或固體電解質材料；離子存儲層在電致變色材料發生氧化還原反應時起到儲存相應的反離子，保持整個體系電荷平衡的作用，離子存儲層也可以為一種與前面一層電致變色材料變色性能相反的電致變色材料，這樣可以起到顏色疊加或互補的作用。如：電致變色層材料採用的是陽極氧化變色材料，則離子存儲層可採用陰極還原變色材料。
技術應用
電致變色智能玻璃在電場作用下具有光吸收透過的可調節性，可選擇性地吸收或反射外界的熱輻射和內部的熱的擴散，減少辦公大樓和民用住宅在夏季保持涼爽和冬季保持溫暖而必須消耗的大量能源。同時起到改善自然光照程度、防窺的目的。解決現代不斷惡化的城市光污染問題。是節能建築材料的一個發展方向。
電致變色材料具有雙穩態的性能，用電致變色材料做成的電致變色顯示器件不僅不需要背光燈，而且顯示靜態圖象後，只要顯示內容不變化，就不會耗電，達到節能的目的。電致變色顯示器與其它顯示器相比具有無視盲角、對比度高等優點。
用電致變色材料製備的自動防眩目後視鏡，可以通過電子感應系統，根據外來光的強度調節反射光的強度，達到防眩目的作用，使駕駛更加安全。
電致變色智能玻璃能以較低的電壓（2-5V）和較低的功率調節汽車、飛機內部的光線強度，使旅途更加舒適。 目前，電致變色調光玻璃已經在一些高檔轎車和飛機上得到應用。