ABX制造技术

反向模式光阀、通过使用所述反向模式光阀制造光控制装置和控制透光率的方法，当电源关闭(断开状态)时，包含悬浮在液体悬浮体(300)中的ABX

ABX

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】ABX3钙钛矿颗粒及其在反向模式控制光通量中的应用相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月6日提交且标题为“ABX3perovskiteparticlesandtheirapplicationinreversemodecontrollingphoto-flux”的美国专利申请第16055444号的优先权，其公开内容在此通过引用并入。
本专利技术涉及包含ABX3钙钛矿颗粒的可以控制光透射的反向模式光阀。本专利技术还提供了所述反向模式光阀的新用途和通过使用所述反向模式光阀来控制透光率的方法。
技术介绍
像可以控制水流的水阀一样，光阀是一种可以调节穿过介质的光量的装置。在本专利技术中，光阀是可以电子地控制透光率的装置，并且这样的装置在科学上也称为电致变色装置。根据电致变色装置背后的科学，可以将电致变色装置进一步分类为聚合物分散液晶(PDLC)(美国专利第3,585,381号)、电化学装置(EC)(美国专利第9,581,877号)和悬浮颗粒显示器(SPD)(美国专利第6,606,185号)。在典型的光阀中，当电源关闭(断开状态)时，其透射通过较少的光，而当电源打开(接通状态)时，其透射通过较多的光；因此将这样的电致变色装置称为正常模式光阀。反向模式光阀以不同的方式起作用。反向模式光阀相对于正常模式光阀以相反的方式操纵光，当电源关闭(断开状态)时，其透射通过较多的光并因此变暗，而当电源打开(接通状态)时，其透射通过较少的光。对于正常模式光阀，当电源关闭时，其不太透明，因此一旦电源系统发生故障，较少的光通过光阀，这可能导致不利情况或某些情况下的潜在风险。例如，当电致变色窗失去其电力时，车辆的乘客将难以发现外部的危险情况。与正常模式光阀相反，反向模式光阀在断开状态下更透明，这最终避免了在电源发生故障的情况下的可见性问题。此外，在大多数时间，乘客需要可见性以进行驾驶和观光，因此光阀(在此具体是电致变色窗)需要是透明的。为了保持长期的透明性，要求正常模式光阀始终接通电源，但是反向模式光阀将仅仅处于断开状态而在大部分时间无需供电。显然，与正常模式光阀相比，反向模式光阀大部分时间是节能的。考虑到关于安全性和节能的上述优点，在本领域中非常需要反向模式光阀。然而，这样的反向模式光阀的开发仍然是一项科学挑战。现有技术中找到一些与反向模式光阀有关的报道，例如CN201710186038.6、WO/2015/022980、CN201420849573.7、US6383577以及JapaneseJournalofAppliedPhysics中出版的文章(L557-L559,43(4B),2004)。这些材料(包括聚合物稳定液晶(PSLC))由于其有限的成功率、复杂的制造过程和/或高生产成本而不令人满意。因此，在本领域中迫切需要解决上述缺点中的一个或更多个的新的反向模式光阀。
技术实现思路
本专利技术人出乎意料地发现钙钛矿颗粒可以用于反向模式光阀中。特别地，出乎意料地发现悬浮在液体悬浮体中的钙钛矿颗粒，特别是卤化物ABX3钙钛矿颗粒可以在电场下极化并取向。发现可以使用ABX3钙钛矿颗粒来控制反向模式电致变色装置即反向模式光阀(以下简称r-LV)中的光通量。具体地，在本专利技术中，将反向模式光阀称为可以通过交流电(AC)来控制透光率的装置。这种反向模式意指在电源关闭(断开状态)时更透明，而在电源打开(接通状态)时不太透明。钙钛矿起源于俄罗斯地质学家Perovskite并且起初单指向钛酸钙(CaTiO3)矿物。后来，将具有相似结构的晶体统称为钙钛矿。本专利中提到的卤化物ABX3钙钛矿的单元结构示于图4中，其中，B原子和6个X原子形成八面体单元，8个八面体单元占据以A原子为中心的六面体顶点的位置。ABX3钙钛矿材料是本领域已知的并且有许多关于其应用的报道。在2009年，ABX3钙钛矿材料首次报道用于太阳能电池(J.Am.Chem.Soc.131,6050-6051,2009)。《科学》将钙钛矿太阳能电池列为2013年十大科学突破之一。在2018年1月，洛桑的瑞士联邦理工学院(SwissFederalInstituteofTechnologyinLausanne)对于钙钛矿太阳能电池效率创造了23.25％的新的世界纪录。此外，ABX3钙钛矿材料已经在另一些潜在应用中得到开发，例如LED(发光二极管)(Tan,Zhi-Kuang,等,NatureNanotechnology,9:687-692,2014)、激光器(HaimingZhu,等,NatureMater.,14:636-642,2015)、光检测器(ZhenqianYang,等,Adv.Materials,30(8):1704333,2018)、忆阻器(ZhengguoXiao,等,AdvancedElectronicMaterials,2(7):1600100,2016)、光催化(SunghakPark,等,NatureEnergy,2,16185,2016)、热致变色(JiaLin,等,NatureMaterials,17,261-267,2018)和铁电体(Heng-YunYe,等,Science,2018,361,151-155)。基于上述发现，在第一方面，提供了反向模式光阀(r-LV)，其包括透明导电基底的第一层；含有悬浮在液体悬浮体中的ABX3钙钛矿颗粒的活性层；和透明导电基底的第二层。本专利技术还提出了使用ABX3钙钛矿颗粒来控制光控制装置(称为光阀)中的光通量的方法。本专利技术提供了包含ABX3钙钛矿材料的反向模式光阀的新用途，以及制备这样的材料的方法。更具体地，专利技术的r-LV装置包含具有这样的ABX3钙钛矿颗粒材料的液体悬浮体，所述r-LV装置可以以这样的方式电子地控制光的透射：当电源关闭(断开状态)时，其允许较多的光透射通过，而当电源打开(接通状态)时，其允许较少的光透射通过。尽管如此，具体说明了具有更具体的化学组成的ABX3钙钛矿颗粒，其中A是Cs+、CH3NH3+和Rb+中的至少一者，B是Pb2+、Ge2+和Sn2+中的至少一者，以及X仅选自包括Cl-、Br-或I-的卤化物阴离子中的一者。由于这样的指定组成，将所述ABX3钙钛矿材料称为卤化物ABX3钙钛矿材料。优选地，ABX3钙钛矿颗粒是卤化物ABX3钙钛矿颗粒。优选地，A是Cs+、CH3NH3+和Rb+中的至少一者，B是Pb2+、Ge2+和Sn2+中的至少一者，以及X是Cl-、Br-和I-中的至少一者。更优选地，A是Cs+和CH3NH3+中的至少一者，B是Pb2+，X是Br-和I-中的至少一者。优选地，钙钛矿颗粒具有非球形形态。优选地，钙钛矿颗粒具有纳米棒(一维)、纳米片(二维)、长方体或不规则(三维)颗粒的形态。还出乎意料地发现，当钙钛矿颗粒具有纳米片的形态时，光阀在断开状态(当光阀关闭时)比在接通状态(当光阀打开时)具有更高的透光率。更优选地，光阀在断开状态下具有高透光率，而在接通状态下具有低透光率。特别地，ABX3钙钛矿颗粒具有纳米片的形态。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反向模式光阀，包括透明导电基底的第一层；含有悬浮在液体悬浮体中的ABX

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180806 US 16/055,4441.一种反向模式光阀，包括透明导电基底的第一层；含有悬浮在液体悬浮体中的ABX3钙钛矿颗粒的活性层；和透明导电基底的第二层。


2.根据权利要求1所述的反向模式光阀，所述反向模式光阀在断开状态下具有较高的透光率，而在接通状态下具有较低的透光率。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的反向模式光阀，其中A是Cs+、CH3NH3+和Rb+中的至少一者，B是Pb2+、Ge2+和Sn2+中的至少一者，以及X是Cl-、Br-和I-中的至少一者。


4.根据权利要求3所述的反向模式光阀，其中A是Cs+和CH3NH3+中的至少一者，B是Pb2+，以及X是Br-和I-中的至少一者。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的反向模式光阀，其中所述ABX3钙钛矿颗粒具有非球形形态。


6.根据权利要求5所述的反向模式光阀，其中所述ABX3钙钛矿颗粒具有选自纳米棒(一维)、纳米片(二维)、长方体和不规则(三维)颗粒中的至少一者的形态。

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚男，张达玮，赵世勇，肖淑勇，梁斌，张昱喆，
申请(专利权)人：浙江精一新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33