近日，海南大学材料科学与工程学院王振副教授团队在电致变色智能窗研究领域取得新进展。研究团队提出一种配位调控的固态多碘化物可逆沉积策略，首次构建了基于I^-/I₅^-可逆转化的电致变色器件，有效提升了智能窗的循环稳定性、光学调控能力及建筑节能性能。相关研究成果以“Confined Solid-State Polyiodide Deposition Enables Durable Electrochromic Smart Windows”为题，发表在《Advanced Materials》期刊上。海南大学材料科学与工程学院2024级硕士生王铭泉为论文第一作者，王振副教授为论文唯一通讯作者。

创新点一：固态多碘化物沉积，抑制穿梭效应

研究团队引入具有高度对称四面体结构的四甲基铵阳离子（[N₁₁₁₁]⁺），该阳离子能够与线性五碘离子（I₅^-）实现空间结构匹配，在透明导电电极表面诱导形成稳定、致密的固态四甲基铵五碘化物（[N₁₁₁₁]⁺I₅^-）。这一设计有效抑制了多碘化物的溶解与穿梭，实现了高度可逆的I^-/I₅^-转化，为非金属电致变色体系提供了新策略。

图1 I^-/I₅^-可逆转化电致变色器件结构及应用原理图

创新点二：双电极界面调控

[N₁₁₁₁]⁺ 阳离子进一步重构了锌对电极处的内亥姆霍兹平面，降低界面水活性并促进了均匀的Zn²⁺沉积。这种双界面调控策略同时增强了工作电极的多碘化物转化和对电极锌沉积的可逆性，大幅提升了器件的循环稳定性与运行可靠性。

创新点三：高性能智能窗

得益于高度可逆的I^-/I₅^-转化和优化的界面动力学，该器件实现了高光学对比度、快速响应速度、优异的着色效率以及超过20,000次循环的长期稳定性。所制备的尺寸为100 cm²的大面积电致变色智能窗能够实现均匀着色，在着色状态下，器件可阻挡93.6%的太阳辐射。海口户外测试结果显示，与普通透明玻璃相比，该智能窗可实现4~10 ℃的降温效果。建筑能耗模拟进一步表明，该智能窗在不同气候和建筑场景中最高可实现16.4%的年度节能率，在低纬度高温地区优势尤为突出。

图2 大面积智能窗及相应建筑全球年度节能分布图

该研究通过分子配位调控与界面调控，建立了基于限域固态多碘化物沉积的电致变色新范式，为解决传统碘基电致变色器件中多碘化物穿梭、锌枝晶生长及长期稳定性不足等难题提供了新思路，也为开发高稳定、低成本、可规模化的建筑节能智能窗提供了新的技术方案。

该研究得到国家自然科学基金项目（52462040、52572331）、海南省自然科学基金优秀青年基金项目（226YXQN0928）等资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.74530