Abstract In this work, polythiothene (PT) films on indium tin oxide (ITO) substrate (PT-5/ITO, PT-10/ITO, PT-15/ITO, and PT-20/ITO) are prepared by pulsed electrodeposition, where + 1.5 V as the first square waveform pulse is applied to the cell for 5, 10, 15, and 20 s, respectively. These obtained electrodes are further assembled into the electrochromic devices (ECDs). We investigate the surface morphology, electrochemical properties of PT films, and EC performance of corresponding ECDs. The results indicate that PT films possess loose surface morphology, large surface area and high electrochemical activities. Among four kinds of films (PT-5, PT-10, PT-15 and PT-20), PT-10 film has the most uniform distribution of nanoparticles and smaller particle size. The EC properties of ECDs are significantly improved, which exhibits a large optical contrast, high coloration efficiency, short switching time, and stable cycling. The ECD based on PT-10/ITO (ECD-10) has the best EC performance, caused by the nanostructured morphology of PT-10 film that is most conducive to electron conduction, ion diffusion and migration. Compared with the ECD based on PT film obtained by potentiostatic deposition on ITO glass, the optical contrast of ECD-10 increases by 94% (17 → 33%), and its coloration efficiency increases by 88% (159 → 299 cm2/C). Among all ECDs, the response time of ECD-10 is the shortest, and its coloration and bleaching time are 1.12 and 0.80 s, respectively. This study suggests that pulsed electrodeposition might be a facile strategy for fabricating high-performance polymer-based ECDs.

中文翻译：

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用于高性能电致变色器件的纳米结构聚噻吩薄膜的脉冲电沉积

摘要 本工作通过脉冲电沉积在氧化铟锡 (ITO) 衬底 (PT-5/ITO、PT-10/ITO、PT-15/ITO 和 PT-20/ITO) 上制备聚噻吩 (PT) 薄膜，其中 + 1.5 V 作为第一个方波脉冲分别应用于电池 5、10、15 和 20 秒。这些获得的电极进一步组装成电致变色器件（ECD）。我们研究了 PT 薄膜的表面形态、电化学性能和相应 ECD 的 EC 性能。结果表明，PT薄膜具有松散的表面形态、大的表面积和高的电化学活性。在四种薄膜（PT-5、PT-10、PT-15和PT-20）中，PT-10薄膜的纳米颗粒分布最均匀，粒径更小。ECDs 的 EC 特性得到显着改善，表现出较大的光学对比度，着色效率高，切换时间短，循环稳定。基于 PT-10/ITO (ECD-10) 的 ECD 具有最佳的 EC 性能，这是由于 PT-10 薄膜的纳米结构形态最有利于电子传导、离子扩散和迁移。与在ITO玻璃上恒电位沉积得到的基于PT薄膜的ECD相比，ECD-10的光学对比度提高了94%（17→33%），着色效率提高了88%（159→299 cm2/C） . 在所有 ECD 中，ECD-10 的响应时间最短，其着色和漂白时间分别为 1.12 和 0.80 s。这项研究表明，脉冲电沉积可能是制造高性能聚合物 ECD 的一种简便策略。基于 PT-10/ITO (ECD-10) 的 ECD 具有最佳的 EC 性能，这是由于 PT-10 薄膜的纳米结构形态最有利于电子传导、离子扩散和迁移。与在ITO玻璃上恒电位沉积得到的基于PT薄膜的ECD相比，ECD-10的光学对比度提高了94%（17→33%），着色效率提高了88%（159→299 cm2/C） . 在所有 ECD 中，ECD-10 的响应时间最短，其着色和漂白时间分别为 1.12 和 0.80 s。这项研究表明，脉冲电沉积可能是制造高性能聚合物 ECD 的一种简便策略。基于 PT-10/ITO (ECD-10) 的 ECD 具有最佳的 EC 性能，这是由于 PT-10 薄膜的纳米结构形态最有利于电子传导、离子扩散和迁移。与在ITO玻璃上恒电位沉积得到的基于PT薄膜的ECD相比，ECD-10的光学对比度提高了94%（17→33%），着色效率提高了88%（159→299 cm2/C） . 在所有 ECD 中，ECD-10 的响应时间最短，其着色和漂白时间分别为 1.12 和 0.80 s。这项研究表明，脉冲电沉积可能是制造高性能聚合物 ECD 的一种简便策略。与在ITO玻璃上恒电位沉积得到的基于PT薄膜的ECD相比，ECD-10的光学对比度提高了94%（17→33%），着色效率提高了88%（159→299 cm2/C） . 在所有 ECD 中，ECD-10 的响应时间最短，其着色和漂白时间分别为 1.12 和 0.80 s。这项研究表明，脉冲电沉积可能是制造高性能聚合物 ECD 的一种简便策略。与在ITO玻璃上恒电位沉积得到的基于PT薄膜的ECD相比，ECD-10的光学对比度提高了94%（17→33%），着色效率提高了88%（159→299 cm2/C） . 在所有 ECD 中，ECD-10 的响应时间最短，其着色和漂白时间分别为 1.12 和 0.80 s。这项研究表明，脉冲电沉积可能是制造高性能聚合物 ECD 的一种简便策略。