一种电致变色材料及其制备方法与应用、一种电致变色器件技术

本发明专利技术公开了一种电致变色材料及其制备方法与应用、一种电致变色器件，属于电致变色器件制造技术领域。该电致变色材料包括用于沉积于基底表面的WO3层以及设置于WO3层表面的保护层，WO3层经真空磁控溅射方式制得，保护层由透明的过渡族金属氧化物制得。该电致变色材料能降低WO3着色后颜色变浅的速度，有效提升WO3电致变色薄膜的记忆效应。其制备方法包括：采用真空磁控溅射方式于基底的表面沉积WO3层，随后于WO3层的远离基底一侧的表面制备保护层。该方法工艺简单，具有可设计性及可控制性，灵活性较高。将其用于电致变色器件中，可使器件在着色后断开电压，其着色态透过率较低，较长时间保持原有颜色，记忆效应较高。记忆效应较高。记忆效应较高。

【技术实现步骤摘要】
一种电致变色材料及其制备方法与应用、一种电致变色器件


[0001]本专利技术涉及电致变色器件制造
，具体而言，涉及一种电致变色材料及其制备方法与应用、一种电致变色器件。

技术介绍

[0002]电致变色器件由于仅需要很小的电压(<1V)即可完成颜色、透明度等光学常数的变化而广泛应用于生活中。但是对于应用最广泛的WO3电致变色层来说，其最大的问题即是在着色后断开电压，其着色态透过率会不断升高，即深蓝色会逐渐变浅，记忆效应较差，直接结果就是需要对WO3电致变色薄膜进行二次或者多次着色，造成能源的消耗并且会造成消耗器件的使用寿命。
[0003]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一包括提供一种电致变色材料，该电致变色材料能够降低WO3着色后颜色变浅的速度，有效提升WO3电致变色薄膜的记忆效应。
[0005]本专利技术的目的之二包括提供一种上述电致变色材料的制备方法，该方法工艺简单，具有可设计性及可控制性，灵活性较高。
[0006]本专利技术的目的之三包括提供一种上述电致变色材料的应用。
[0007]本专利技术的目的之四包括提供一种包括上述电致变色材料的电致变色器件。
[0008]本专利技术可这样实现：
[0009]第一方面，本申请提供一种电致变色材料，包括用于沉积于基底表面的WO3层以及设置于WO3层的远离基底一侧的表面的保护层，WO3层采用真空磁控溅射方式沉积而得，保护层由透明的过渡族金属氧化物制得。r/>[0010]在可选的实施方式中，WO3层的厚度为300-500nm。
[0011]在可选的实施方式中，保护层的制备材料包括SnO2和MoO3中的至少一种。
[0012]在可选的实施方式中，保护层的厚度为10-150nm，优选为50-150nm。
[0013]在可选的实施方式中，保护层经真空磁控溅射方式沉积而得。
[0014]在可选的实施方式中，基底为透明导电玻璃。
[0015]在可选的实施方式中，基底包括ITO、IFO和IZO中的至少一种。
[0016]在可选的实施方式中，WO3层和/或保护层呈薄膜形式。
[0017]第二方面，本申请提供如前述实施方式任一项的电致变色材料的制备方法，包括以下步骤：采用真空磁控溅射方式于基底的表面沉积WO3层，随后再于WO3层的远离基底一侧的表面制备保护层。
[0018]在可选的实施方式中，采用真空磁控溅射方式制备保护层。
[0019]在可选的实施方式中，WO3层的真空磁控溅射过程中，溅射功率为80-120W，溅射时间为60-150min，优选为70-130min。
[0020]在可选的实施方式中，当保护层也采用真空磁控溅射方式制备时，保护层的真空磁控溅射过程中，溅射功率为80-120W，溅射时间为1-15min，优选为1-10min。
[0021]在可选的实施方式中，WO3层和/或保护层的真空磁控溅射过程中的溅射压力为0.5-2Pa，溅射气体的流量为16-20sccm。
[0022]在可选的实施方式中，WO3层的材料靶材与保护层的材料靶材均安装于射频电源靶头或中频电源靶头上。
[0023]在可选的实施方式中，溅射气体为惰性气体与氧气的混合气体。
[0024]在可选的实施方式中，惰性气体为氩气。
[0025]在可选的实施方式中，氩气与氧气的体积比为80：20至97：3，优选为85：15至97：3。
[0026]在可选的实施方式中，氩气的纯度不低于99.99％。
[0027]在可选的实施方式中，氧气的纯度不低于99.99％。
[0028]在可选的实施方式中，沉积WO3层前，还包括清洗基底。
[0029]第三方面，本申请提供如前述实施方式任一项的电致变色材料的应用，如在电致变色器件中的应用。
[0030]第四方面，本申请提供一种电致变色器件，包括如前述实施方式任一项的电致变色材料。
[0031]在可选的实施方式中，电致变色器件包括智能窗。
[0032]本申请的有益效果包括：
[0033]本申请通过采用真空磁控溅射的方式先沉积WO3层，使WO3层具有较高的致密度和均匀性，所沉积WO3层面积100
×
100mm时厚度误差在
±
5％范围内。之后再在WO3层的表面沉积含有透明过渡族金属氧化物的保护层，该保护层的设置能够缓解循环过程中WO3层由于离子嵌入脱出造成的体积变化的问题，同时能很好地抑制小半径离子进入WO3层后的自脱出过程，延长WO3电致变色薄膜着色后保持低透过率的时间，提高其记忆效应，在循环过程中具有良好的稳定性和记忆效应。
[0034]该电致变色材料对应的制备方法工艺简单，具有可设计性及可控制性，灵活性较高。将其用于电致变色器件中，可使器件在着色后断开电压能够具有较低的着色态透过率，较长时间保持原有颜色，从而具有较高的记忆效应。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0036]图1是本申请实施例1制备的WO3/SnO2保护层结构电致变色薄膜的着色态褪色态透过率图；
[0037]图2是本申请实施例1制备的WO3/SnO2保护层结构电致变色薄膜的光学调制幅度图；
[0038]图3是本申请实施例1制备的WO3/SnO2保护层结构电致变色薄膜的计时电流曲线图；
[0039]图4是本申请实施例2制备的WO3/SnO2保护层结构电致变色薄膜的XRD图；
[0040]图5是本申请实施例2制备的WO3/SnO2保护层结构电致变色薄膜的截面SEM图；
[0041]图6是本申请实施例2制备的WO3/SnO2保护层结构电致变色薄膜的着色效率图；
[0042]图7是本申请实施例3制备的WO3/SnO2保护层结构电致变色薄膜的初始态和第1次以及第1001次着褪色的着色态和褪色态透过率图；
[0043]图8是本申请实施例3制备的WO3/SnO2保护层结构电致变色薄膜的第1次以及第1001次着褪色的光学调制幅度图；
[0044]图9是本申请实施例1所制备的WO3/SnO2保护层结构电致变色薄膜与对比例所制备的纯WO3电致变色薄膜的着色态颜色随时间变化图片对比图。
具体实施方式
[0045]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0046]下面对本申请提供的电致变色材料及其制备方法与应用、一种电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电致变色材料，其特征在于，包括用于沉积于基底表面的WO3层以及设置于所述WO3层的远离所述基底一侧的表面的保护层，所述WO3层采用真空磁控溅射方式沉积而得，所述保护层由透明的过渡族金属氧化物制得。2.根据权利要求1所述的电致变色材料，其特征在于，所述WO3层的厚度为300-500nm；优选地，所述保护层的制备材料包括SnO2和MoO3中的至少一种；优选地，所述保护层的厚度为10-150nm，更优为50-150nm；优选地，所述保护层经真空磁控溅射方式沉积而得；优选地，所述基底为透明导电玻璃；优选地，所述基底包括ITO、IFO和IZO中的至少一种；优选地，所述WO3层和/或所述保护层呈薄膜形式。3.如权利要求1或2所述的电致变色材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用真空磁控溅射方式于所述基底的表面沉积所述WO3层，随后再于所述WO3层的远离所述基底一侧的表面制备所述保护层；优选地，采用真空磁控溅射方式制备所述保护层。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述WO3层的真空磁控溅射过程中，溅射功率为80-120W，溅射时间为60-150min，优选为70-130min。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石倩，韩文芳，胡仁宗，王红莉，唐春梅，林松盛，代明江，苏一凡，唐鹏，黄淑琪，
申请(专利权)人：广东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：