有机电致变色中的机械呼吸

电极在循环中的重复尺寸变化，被称为机械呼吸，是限制有机电致变色器件质量和寿命的关键问题。机械变形源于红氧化还原活性材料中的电子传输和离子插层。状态充电的动力学引发了宿主微观结构和性质的剧烈变化，最终导致界面处的结构解体。我们通过定制的环境纳米压痕技术实时量化聚(3,4-丙烯二氧噻吩)薄膜的呼吸应变和机械性质的演变。在氧化过程中，薄膜的体积增加了近30%，弹性模量和硬度降低了一半。我们进行了理论建模，以理解在循环负载下薄膜从铟锡氧化物(ITO)电流收集器剥离的过程。我们表明，通过粗糙化或涂覆二氧化硅纳米颗粒的ITO表面改善界面韧性，显著提高循环性能。