Les écrans électrochromes multicolores sont l'une des applications les plus polyvalentes car ils peuvent conserver leurs états colorés sans avoir besoin de fournir une alimentation électrique. Cependant, la coloration simultanée de la contre-couche lors du fonctionnement d'un affichage électrochrome classique limite les effets de superposition de couleur. En outre, le fonctionnement des écrans électrochromes classiques nécessite des tensions externes pour déclencher les processus de coloration/blanchiment, ce qui rend les écrans électrochromes conventionnels loin d'une technologie de consommation d'énergie nette zéro.

Dans un nouvel article publié dans Science de la lumière et applications , une équipe de scientifiques, dirigé par le professeur Abdulhakem Y. Elezzabi et le Dr Haizeng Li du Laboratoire d'optique ultrarapide et de nanophotonique, Département de génie électrique et informatique, Université de l'Alberta, Canada, et des collègues ont développé un nouveau concept pour les écrans électrochromes multicolores transparents en utilisant des nanotiges d'oxyde de vanadium (SVO) stabilisé aux ions sodium comme matériau électrochrome. Les nanotiges SVO sont compatibles avec une méthode simple de revêtement de barres pour la fabrication de films électrochromes lorsqu'elles sont mélangées à de la cellulose. En raison de la nature oxydante du SVO, la cellulose ajoutée peut être entièrement décomposée à basse température (200 °C) pour éviter son influence sur la conductivité.

Le film SVO présente une commutation multicolore réversible (orange jaune ⇄ vert) pendant le Zn 2 ⁺ insertion (autocoloration/décharge) et extraction (blanchiment/charge). En profitant de la réponse électrochrome tricolore (orange ⇄ jaune ⇄ vert) du film SVO, un affichage électrochrome a été construit en prenant en sandwich une feuille de zinc entre deux électrodes SVO. Cet affichage permet un fonctionnement indépendant des électrodes électrochromes supérieure et inférieure, fournissant ainsi une flexibilité de configuration supplémentaire des dispositifs grâce à l'utilisation de doubles couches électrochromes sous des états de couleur identiques ou différents. En tant que tel, l'effet de superposition de couleurs peut considérablement élargir la palette de couleurs. En utilisant l'effet de superposition de couleurs, l'écran électrochrome Zn-SVO construit montre la commutation entre les multiples couleurs (orange, ambre, jaune, brun, chartreuse et verte) tout en conservant une semi-transparence de> 30%.

Plus intéressant, l'afficheur électrochrome Zn-SVO possède un potentiel en circuit ouvert (OCP) de 1,56 V, qui permet un comportement d'auto-coloration et une fonctionnalité de récupération d'énergie. Cet OCP provient de la différence de potentiel redox entre la feuille de zinc et l'électrode SVO, qui fournit la force motrice qui active l'oxydation du Zn (c'est-à-dire, décapage de Zn dans l'électrolyte) et réduction du film SVO (c'est-à-dire, intercalation de Zn 2 ⁺ en SVO). Ainsi, la tension intégrée permet à l'écran de passer de l'orange au vert (y compris les quatre couleurs intermédiaires) en raison de la réduction du film SVO lors de l'alimentation d'une LED.

Ces propriétés clés marquent une amélioration significative par rapport aux écrans électrochromes signalés, rendant les écrans électrochromes Zn-SVO prometteurs pour les filtres optiques commutables, micro-optique accordable électrochrome, et des écrans transparents. Cette étude représente un nouveau paradigme dans les écrans électrochromes qui peut potentiellement faciliter de nouvelles opportunités pour le développement de haute transparence, haute efficacité énergétique, et des écrans multicolores de grande surface.