三氧化鎢薄膜可以通過(guò)適當(dāng)能量的光輻照而呈現(xiàn)顏色。當(dāng)三氧化鎢薄膜被光輻射時(shí)，將產(chǎn)生電子e-和空穴h+，光生電子進(jìn)三氧化鎢的導(dǎo)帶，光生空穴與薄膜表面的吸附水反應(yīng)，生成H+，然后擴(kuò)散到三氧化鎢內(nèi)部，導(dǎo)致顏色發(fā)生變化。
三氧化鎢薄膜的光致變色機(jī)理可用以下方程表示：
WO3+hv→WO3*+e-+h+
h++1/2H2O→H++1/4O2
WO3+xe-+xH+→HxWO3
純粹的三氧化鎢薄膜只感應(yīng)紫外光，因此，對(duì)于未經(jīng)過(guò)預(yù)處理的三氧化鎢初始膜，電子和空穴只能通過(guò)紫外光激發(fā)產(chǎn)生，當(dāng)經(jīng)過(guò)陰極極化后，晶格中產(chǎn)生陷阱能級(jí)，這些能級(jí)處在禁帶區(qū)域內(nèi)，能被可見光激發(fā)，導(dǎo)致可見光變色。
什么是光致變色？
光致變色是指一種化合物A在受到一定波長(zhǎng)的光照射時(shí)，可進(jìn)行特定的化學(xué)反應(yīng)，獲得另一種產(chǎn)物B，由于結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致其吸收光譜發(fā)生明顯的變化，而在另一波長(zhǎng)的光照射下或熱的作用下，又能恢復(fù)到原來(lái)的形式。光致變色是一種可逆的化學(xué)變化。
在光的作用下能發(fā)生可逆顏色變化的化合物，稱為光致變色化合物或光致變色體。
如果A狀態(tài)是有色的，光照后變?yōu)闊o(wú)色的B狀態(tài)，B通過(guò)光化學(xué)或熱化學(xué)的途徑又回到有色狀態(tài)A，則該體系稱為逆光致變色現(xiàn)象。
