近期，蔡国发教授课题组与许昌学院高远浩教授合作的研究成果《An Electrochromic Nickel Phosphate Film for Large-Area Smart Window with Ultra-Large Optical Modulation》在Nano-Micro Letters（IF=23.655，JCR一区）上发表。

文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-022-01002-4

在如今“碳中和”的背景下，构建绿色节能建筑已成为环境保护和节能减排的重要途径。作为建筑与外界进行光热交换的主要通道，电致变色智能窗在绿色建筑中重要组成部件。高质量电致变色材料是构筑高性能电致变色智能窗的前提。镍基电致变色材料因其成本低和中性着色等特点得到了广泛的研究。然而，由于多数镍基材料的电子导电性低，反应位点不足，导致光学调制范围小是限制其实用化的重要瓶颈。

在本研究中，首次提出并论证了一种可实现离子高效注入/脱出的过渡金属磷酸盐（NiHPO₄·3H₂O）电致变色薄膜。该薄膜表现了出优异的电致变色和储能性能，如超大的光学调制（500 nm波长处，刚性FTO为90.8%，柔性ITO/PET为76.7%），高的着色效率（75.4 cm²C⁻¹），快速的转换时间（<10 s），以及良好的能量存储性质（在0.4 Ag⁻¹电流密度下为47.8 mAh g⁻¹）。同时，利用原位和半原位技术揭示了它的反应机制，证明了在电化学过程中由OH^-触发的Ni²⁺和Ni³⁺之间的可逆转变。此外，基于高性能的NiHPO₄·3H₂O薄膜电极集成了一个100 cm²的电致变色智能窗原型器件，在实现太阳辐射智能管理和隐私保护的同时，满足了为电子设备供电的功能，并且可以通过智能窗颜色变化实时监测其储能水平。此多功能器件的成功构筑，不仅为过渡金属磷酸盐在电致变色领域的应用提供了契机，也为开发先进的电致变色储能材料和智能窗开辟了新的策略。

硕士研究生雷鹏阳和王金辉老师为共同第一作者，蔡国发教授和许昌学院高远浩教授是本文的共同通讯作者。本工作得到国家自然科学基金委、中国博士后基金、河南大学的经费支持。

磷酸氢化镍基电致变色智能窗实现光谱调制的机理示意图