Abstract Zn2+-based electrochromic is a newly born technology in recent years and has attracted the attention of most researchers due to its low cost and high safety. The design of high-performance Zn2+-based electrochromic devices, such as large light modulation and fast color change, is still a challenge. Here, we report the improvement of Zn2+-based electrochromic properties by morphology control, using common electrochromic material WO3 as the research model. The hexagonal WO3 films with shape of nanorods and nanoflakes were prepared by hydrothermal method, where the diameter of the nanorods and the thickness of the nanoflakes are almost the same. The electrochromic characterization of WO3 nanorods and nanoflakes at 550 nm showed that their modulation ranges were 72.4% and 61.0%, their coloration times were 3 and 9 s, their bleaching times were 2.2 and 7 s, and their coloration efficiencies were 67.6 and 53.8 cm2 C-1, respectively. Compared with WO3 nanoflakes, the excellent Zn2+-based electrochromic properties of WO3 nanorods show rapid electron transfer kinetics caused by large surface area. Furthermore, the prototype electrochromic devices with WO3 nanorods were fabricated, which showed good specific capacitance and excellent electrochromic performance. The fast and large optical modulation synchronous as well as good energy storage makes the electrochromic device become a potential intelligent power supply. This morphology dependent electrochromic work provides a new vision for the construction of high-performance Zn2+- based electrochromic devices.

中文翻译：

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通过形态控制提高氧化钨的 Zn2+ 基电致变色性能

摘要 Zn2+基电致变色技术是近年来新兴的技术，以其低成本、高安全性而受到广大研究人员的关注。高性能 Zn2+ 基电致变色器件的设计，如大的光调制和快速的颜色变化，仍然是一个挑战。在这里，我们使用常见的电致变色材料 WO3 作为研究模型，报告了通过形态控制改善基于 Zn2+ 的电致变色性能。采用水热法制备了具有纳米棒和纳米薄片形状的六边形WO3薄膜，纳米棒的直径和纳米薄片的厚度几乎相同。WO3 纳米棒和纳米薄片在 550 nm 处的电致变色表征表明，它们的调制范围分别为 72.4% 和 61.0%，着色时间分别为 3 和 9 s，它们的漂白时间分别为 2.2 和 7 秒，着色效率分别为 67.6 和 53.8 cm2 C-1。与 WO3 纳米薄片相比，WO3 纳米棒优异的 Zn2+ 基电致变色性能显示出由大表面积引起的快速电子转移动力学。此外，制备了具有 WO3 纳米棒的原型电致变色器件，具有良好的比电容和优异的电致变色性能。快速且大的光调制同步以及良好的储能使电致变色器件成为一种潜在的智能电源。这种依赖于形态的电致变色工作为构建高性能 Zn2+ 基电致变色器件提供了新的视角。与 WO3 纳米薄片相比，WO3 纳米棒优异的 Zn2+ 基电致变色性能显示出由大表面积引起的快速电子转移动力学。此外，制备了具有 WO3 纳米棒的原型电致变色器件，具有良好的比电容和优异的电致变色性能。快速且大的光调制同步以及良好的储能使电致变色器件成为一种潜在的智能电源。这种依赖于形态的电致变色工作为构建高性能 Zn2+ 基电致变色器件提供了新的视角。与 WO3 纳米薄片相比，WO3 纳米棒优异的 Zn2+ 基电致变色性能显示出由大表面积引起的快速电子转移动力学。此外，制备了具有 WO3 纳米棒的原型电致变色器件，具有良好的比电容和优异的电致变色性能。快速且大的光调制同步以及良好的储能使电致变色器件成为一种潜在的智能电源。这种依赖于形态的电致变色工作为构建高性能 Zn2+ 基电致变色器件提供了新的视角。制备了具有WO3纳米棒的原型电致变色器件，具有良好的比电容和优异的电致变色性能。快速且大的光调制同步以及良好的储能使电致变色器件成为一种潜在的智能电源。这种依赖于形态的电致变色工作为构建高性能 Zn2+ 基电致变色器件提供了新的视角。制备了具有WO3纳米棒的原型电致变色器件，具有良好的比电容和优异的电致变色性能。快速且大的光调制同步以及良好的储能使电致变色器件成为一种潜在的智能电源。这种依赖于形态的电致变色工作为构建高性能 Zn2+ 基电致变色器件提供了新的视角。