黑色至透明的电致变色材料被誉为有机光电子学的圣杯，但设计出能够完全吸收可见光的黑色电致变色材料仍是一项重大挑战，同时具备出色的循环稳定性、快速响应时间和高着色效率的电活性材料也较为罕见。

本研究通过合理选择四种单体，成功设计了能够完全吸收整个可见光谱的共聚物。通过引入两种极性侧链协同增强共聚物的离子电导率，从而显著提高了电致变色器件（ECDs）的性能。在这些电致变色器件中，器件的循环稳定性超过了 10⁵ 次，着色/褪色时间为 0.82 秒/0.86 秒，着色效率达到了 1078 cm²/C。本研究提出了一种设计和合成高性能黑色电致变色（EC）共聚物的策略。

为了解决可见光光谱吸收不足的问题，研究团队创新性地引入了螺芴结构，并在 ProDOT 单元上接枝了富电子基团（醚链），而非使用传统的烷基取代芴单体单元。通过四元共聚的方法，成功合成了具有宽吸收范围的共聚物。通过精心优化合成条件并策略性地调整 ProDOT 和螺芴单体的浓度，研究人员合成了具有最佳光学和电化学特性的黑色共聚物。在共聚物的开发过程中，巧妙地运用了三基色设计原理，获得了具有优异色彩饱和度和稳定性的黑色 EC 材料。最后，通过将酯和三甘醇（TEG）侧链引入共聚物中，利用协同效应显著增强了其离子电导率，这对于提升整体 EC 性能至关重要。本研究提出了一种设计高性能黑色 EC 共聚物的有效策略，为电致变色技术的进步做出了重要贡献。

该研究成果发表在 Nature Communications 期刊，论文题为 “High-Performance Black Copolymers Enabling Full Spectrum Control in Electrochromic Devices”。论文的第一作者为柔性电子研究院博士生陈定辉，孟鸿教授为通讯作者，西北工业大学柔性电子研究院为第一单位。

图1.ECDs的结构和性能

文章链接https://www.nature.com/articles/s41467-024-52430-2

（文字：陈定辉 审核：王学文）