一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法技术

一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法，涉及功能材料技术。利用磁控溅射技术在PET薄膜表面溅射WO3，得WO3/PET膜；通过静电纺丝获得PVA纳米纤维网，在所述PVA纳米纤维网的表面形成金属银包覆，去除PVA模板得到纳米槽导电网格并将其转移至所得的WO3/PET膜上，得复合薄膜；在复合薄膜上磁控溅射WO3顶级层，形成三明治结构的透明导电基底；采用电化学沉积法在三明治结构的透明导电基底制备WO3变色层，完成在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜。不仅节约了成本，而且使得高透过率的非连续导电膜在电化学沉积法中得到应用。

【技术实现步骤摘要】
一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法
本专利技术涉及功能材料技术，尤其是涉及柔性WO3变色电极的基于三明治结构的一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法。
技术介绍
目前为止，有许多关于WO3的研究报告，特别是在电致变色(EC)研究领域。由于低功耗、高着色效率和稳定的记忆效应，EC设备在构建智能窗、后视镜、数字显示器等方面具有广阔的应用前景。然而，现代电致变色器件的不断发展不仅升级了对先进制造技术的需求，而且还强调了电致变色薄膜的高质量性及其多功能性。为满足现代电子产品发展的趋势，高质量的电致变色薄膜需具备以下优点，如大光学调制、短切换时间和长期循环稳定性，特别是能够制备在柔性透明导电基底上，而这一点到目前为止仍然是一个挑战。WO3薄膜传统是以ITO导电玻璃为导电基底，采用溅射、旋涂、水热处理、喷涂和电沉积的制备技术，这样导致的直接结果就是严重阻碍了它在柔性设备上的应用。另外，我们都知道在外界电压作用下，WO3发生金属阳离子和电子同时注入/抽取，其响应速度主要由金属阳离子的注入/抽取速度控制，而离子的运动是受扩散控制，且扩散仅发生于WO3极薄的表面，所以制备片层多空结构的WO3层有助于提高其电致变色性能。但是，传统的制备方法得到的变色膜在具有大光学调制(>80％)、良好耐久性等电致变色特性方面尚有欠缺。总体来讲，找到一种方法能满足现代电致变色系统的发展需求是亟待解决的问题之一。参考文献1.Wen,R.T.；Granqvist,C.G.；Niklasson,G.A.Naturematerials2015,14,(10),996-1001.2.Remmele,J.；Shen,D.E.；Mustonen,T.；Fruehauf,N.ACSappliedmaterials&interfaces2015,7,(22),12001-12008.3.Lin,F.；Cheng,J.；Engtrakul,C.；Dillon,A.C.；Nordlund,D.；Moore,R.G.；Weng,T.-C.；Williams,S.K.R.；Richards,R.M.JournalofMaterialsChemistry2012,22,(33),16817.4.Kim,J.；Ong,G.K.；Wang,Y.；LeBlanc,G.；Williams,T.E.；Mattox,T.M.；Helms,B.A.；Milliron,D.J.Nanoletters2015,15,(8),5574-5579.5.Layani,M.；Darmawan,P.；Foo,W.L.；Liu,L.；Kamyshny,A.；Mandler,D.；Magdassi,S.；Lee,P.S.Nanoscale2014,6,(9),4572-4576.6.Dong,W.；Lv,Y.；Xiao,L.；Fan,Y.；Zhang,N.；Liu,X.ACSappliedmaterials&interfaces2016,8,(49),33842-33847.7.Cai,G.；Wang,J.；Lee,P.S.Accountsofchemicalresearch2016,49,(8),1469-76.8.Liu,L.；Layani,M.；Yellinek,S.；Kamyshny,A.；Ling,H.；Lee,P.S.；Magdassi,S.；Mandler,D.J.Mater.Chem.A2014,2,(38),16224-16229.9.Ellmer,K.NaturePhotonics2012,6,(12),809-817.10.Cai,G.；Cui,M.；Kumar,V.；Darmawan,P.；Wang,J.；Wang,X.；Lee-SieEh,A.；Qian,K.；Lee,P.S.Chem.Sci.2016,7,(2),1373-1382.11.Li,H.；Wang,J.；Shi,Q.；Zhang,M.；Hou,C.；Shi,G.；Wang,H.；Zhang,Q.；Li,Y.；Chi,Q.AppliedSurfaceScience2016,380,281-287.12.Cai,G.；Darmawan,P.；Cui,M.；Wang,J.；Chen,J.；Magdassi,S.；Lee,P.S.AdvancedEnergyMaterials2016,6,(4),1501882.
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前的电致变色器件在柔性电子器件方面受到严重限制以及目前所报道的WO3制备方法成本高的问题，提供一种操作方便、各项参数容易控制、成本低廉，适合大规模工业化生产的一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法。本专利技术包括以下步骤：1)利用磁控溅射技术在PET薄膜表面溅射WO3，得WO3/PET膜；2)通过静电纺丝获得PVA纳米纤维网，在所述PVA纳米纤维网的表面形成金属银包覆，去除PVA模板得到纳米槽导电网格并将其转移至步骤1)所得的WO3/PET膜上，得复合薄膜；3)在步骤2)所得的复合薄膜上磁控溅射WO3顶级层，形成三明治结构(WO3/Agnanothroughs/WO3)的透明导电基底；4)采用电化学沉积法在三明治结构的透明导电基底制备WO3变色层，完成在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜。在步骤1)中，所述在PET薄膜表面溅射WO3，从而增加PET薄膜的表面粗糙度，进而增强AgNTs与透明导电基底的结合力，其中WO3预溅射的厚度可为10～50nm。在步骤2)中，所述去除PVA模板得到纳米槽导电网格的具体方法可为：通过静电纺丝的方法得到PVA纳米纤维网，再放入磁控溅射仪，通过磁控溅射在所述PVA纳米纤维网表面沉积金属Ag，由于磁控溅射角度设置，Ag溅射在PVA纳米纤维的圆柱面的一半，浸水去除PVA模板后，得到纳米槽导电网格(Agnanothroughs)。在步骤3)中，所述在步骤2)所得的复合薄膜上磁控溅射WO3形成三明治结构的透明导电基底是W/AgNTs/W/PET组成的三明治导电基底，所述三明治结构中的金属材料可为Cu,Al,Au等金属，WO3底层和顶层均起到保护金属层的作用，避免金属层在环境中的氧化以及直接面对强氧化性电解液；所述三明治结构的透明导电基底可由任意柔性透明薄膜和超细超长Agnanothroughs组成，所述柔性透明薄膜在透光率不低于80％的情况下，方阻值达到6Ω/sq；所述柔性透明薄膜可选自高分子聚合物薄膜、纸张、柔性纤维等中的一种；所述超细超长Agnanothroughs的槽状结构及其长度、半径可以调节，有利于其机械强度的增加，通过静电纺丝法得到的Agnanothroughs，有利于提高透过率；所述超细超长Agnanothroughs可通过磁控溅射技术得到，金属纯度高，导电性好；所述WO3顶级层的高度可为30～50nm，电导率可为10～10-6Scm-1，此结构中，WO3顶级层对Agnanothroughs起到保护作用。在步骤4)中，所述采用电化学沉积法在三明治结构的透明导电基底制备WO3变色层可通过电化学沉积法在三明治结构的W/AgNTs/W/PET基底上制备WO3电致变色层，经过多次循环稳定性测试后变色窗口稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：1)利用磁控溅射技术在PET薄膜表面溅射WO3，得WO3/PET膜；2)通过静电纺丝获得PVA纳米纤维网，在所述PVA纳米纤维网的表面形成金属银包覆，去除PVA模板得到纳米槽导电网格并将其转移至步骤1)所得的WO3/PET膜上，得复合薄膜；3)在步骤2)所得的复合薄膜上磁控溅射WO3顶级层，形成三明治结构的透明导电基底；4)采用电化学沉积法在三明治结构的透明导电基底制备WO3变色层，完成在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：1)利用磁控溅射技术在PET薄膜表面溅射WO3，得WO3/PET膜；2)通过静电纺丝获得PVA纳米纤维网，在所述PVA纳米纤维网的表面形成金属银包覆，去除PVA模板得到纳米槽导电网格并将其转移至步骤1)所得的WO3/PET膜上，得复合薄膜；3)在步骤2)所得的复合薄膜上磁控溅射WO3顶级层，形成三明治结构的透明导电基底；4)采用电化学沉积法在三明治结构的透明导电基底制备WO3变色层，完成在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜。2.如权利要求1所述一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法，其特征在于在步骤1)中，所述在PET薄膜表面溅射WO3，从而增加PET薄膜的表面粗糙度，进而增强AgNTs与透明导电基底的结合力，其中WO3预溅射的厚度为10～50nm。3.如权利要求1所述一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法，其特征在于在步骤2)中，所述去除PVA模板得到纳米槽导电网格的具体方法为：通过静电纺丝的方法得到PVA纳米纤维网，再放入磁控溅射仪，通过磁控溅射在所述PVA纳米纤维网表面沉积金属Ag，由于磁控溅射角度设置，Ag溅射在PVA纳米纤维的圆柱面的一半，浸水去除PVA模板后，得到纳米槽导电网格。4.如权利要求1所述一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法，其特征在于在步骤3)中，所述在步骤2)所得的复合薄膜上磁控溅射WO3形成三明治结构的透明导电基底是W/AgNTs/W/PET组成的三明治导电基底，所述三明治结构中的金属材料为Cu,Al,Au金属。5.如权利要求4所述一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法，其特征在于所述三明治结构的透明导电基底由任意柔性透明薄膜和超细超长Agnanothroughs组成，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文熹，王亚楠，李戌一，李艳冉，刘向阳，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35