一种锌离子电致变色单元器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锌离子电致变色单元器件，包括两相对设置的玻璃基底，两玻璃基底之间设置有中空金属锌箔，中空金属锌箔与玻璃基底之间设置有钒酸钠电致变色层，中空金属锌箔与钒酸钠电致变色层之间设置有锌离子电解质层，钒酸钠电致变色层与玻璃基底之间设置有透明导电层。本实用新型专利技术的锌离子电致变色单元器件具有多色、低能耗和低成本的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种锌离子电致变色单元器件
本技术涉及电化学器件
，具体是指一种锌离子电致变色单元器件。
技术介绍
电致变色器件是一种电化学器件，其核心组成部分是具有氧化还原特性的功能薄膜层。器件变色原理是：在外加电信号（电压或者电流）刺激下，功能薄膜层中发生可逆的离子/电子双注入过程而引起薄膜材料色心、带隙等物理特性发生改变，进而产生光学参数（如透过率、反射率、吸收率等）的可逆变化，宏观上表现出颜色的变化。电致变色器件具有低能耗、长循环、可逆性好以及冷光等一系列优点，是一种有节能前景的变色技术，在智能窗以及大面积显示方面具有良好的应用潜力。“三明治”结构，即“透明导电基底/电致变色层/离子传递层/离子储存层/透明导电玻璃”结构，是一种典型的电致变色器件模式。其中“透明导电基底/电致变色层”为工作电极，“离子储存层/透明导电玻璃”为对电极，“离子传递层”为电解质层。在离子储存层也可以发生电致变色反应的前提下，该型器件光学参数的调节是由器件整体特性，尤其是电致变色层和离子储存层在电场下电化学特性共同作用决定的。中国技术专利CN107024814B公开了一种电致变色器件及其制备方法，该器件中电致变色层和对电极层薄膜均为采用磁控溅射的方法在透明导电玻璃表面原位溅射生长获得，将锂离子凝胶电解质旋涂于电致变色层表面后组装获得“三明治”结构的电致变色器件。中国技术专利申请CN111665674A）公开了一种选择性光吸收-电致变色膜及其制备方法和选择性光吸收-电致变色器件，该器件的核心是使用界面自组装方法在透明基底表面获得的银纳米线（或金纳米棒）和氧化钨纳米线有序交替自组装的纳米薄膜，并使用该薄膜作为新型电致变色层。使用仅负载有银纳米线（或金纳米棒）的透明薄膜为对电极，以凝胶电解质为离子传递层，以负载有银纳米线（或金纳米棒）-氧化钨纳米线的薄膜为工作电极，组装获得了颜色可在蓝色/无色之间转变的电致变色器件。中国技术专利申请CN111596496A公开了一种可见-红外独立调控电致变色器件，该型器件是一种变形的“三明治”结构。该器件的核心是使用了两种具有光学特性匹配的氧化物薄膜（二氧化钒薄膜和氧化钨薄膜）并将该两种薄膜叠加形成复合电致变色层，同时将锂离子电解质层直接用作离子储存层，获得的器件结构为“透明导电基底/氧化钨层/二氧化钒层/离子储存层/透明导电玻璃”，该器件具有可见-红外独立调控功能。中国技术专利申请CN111665673A公开了一种并列结构的电致变色柔性显示器件及其制备方法专利。该器件的核心结构是一种“三明治”器件结构的变形，具体为将工作电极的电致变色层和对电极的可变色离子储存层并列放置于同一凝胶电解质表面，从而实现了变色层之间的颜色互不干扰，从而达到多色显示的效果。“三明治”结构电致变色器件及其相关变形结构器件具有性能稳定和耐环境影响能力强等优点，故获得了大量的关注和研究。但是该类器件也存在一定的缺点：（1）器件电致变色性能完全受电致变色层和对电极层电极材料种类所限制，如何利用已有的有限的材料种类而实现器件的多色变化仍然是一个难题；（2）现阶段电解质仍以价格较高的碱金属锂盐（比如高氯酸锂）和大体积阳离子盐（比如四正丁基六氟磷酸铵）为主，开发使用一种使用低成本金属离子盐的电致变色器件可以进一步推进电致变色器件的应用。由于较高的地球元素丰度和低制备成本，使用无机锌盐作为替代碱金属锂盐和大体积阳离子盐用于电致变色器件具有良好的应用前景。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种锌离子电致变色单元器件，具有多色、低能耗和低成本的特点。本技术可以通过以下技术方案来实现：本技术公开了一种锌离子电致变色单元器件，包括两相对设置的玻璃基底，两玻璃基底之间设置有中空金属锌箔，中空金属锌箔与玻璃基底之间设置有钒酸钠电致变色层，中空金属锌箔与钒酸钠电致变色层之间设置有锌离子电解质层，钒酸钠电致变色层与玻璃基底之间设置有透明导电层。结合
技术介绍
对现阶段电致变色器件的分析，本技术提出一种基于双电致变色回路并联形成的锌离子电致变色单元器件的制备与应用技术。该器件以无机锌盐为电解质成分而替代碱金属锂盐或大体积阳离子盐，并且该器件可以在仅仅使用一种电致变色材料的前提下，通过自身变色状态的叠加实现而多种颜色的变化和光学参数的调节。故本技术中所呈现的电致变色单元器件的制备与应用技术在电致变色显示以及相关领域（如智能窗）具有较强的使用价值。进一步地，透明导电层为ITO材料层或FTO材料层。进一步地，钒酸钠电致变色层通过刮涂方式设置在透明导电层上。进一步地，钒酸钠电致变色层的厚度为1-2mm。本技术一种锌离子电致变色单元器件，具有如下的有益效果：在本技术的器件结构中，上下两层钒酸钠电致变色层均为工作电极层而中空金属锌箔同时作为该两层电致变色层的对电极，即在一个电致变色单元中实现了双电致变色回路并联形成的新型电致变色单元器件。该器件具有以下优势：（1）使用低成本的锌盐为电解质组成成分；（2）两个并联电致变色回路中的上下两层电致变色电极可以分别施加不同的电压信号，而钒酸钠在不同电压下具有不同的电致变色状态，故可以通过在同一器件中使用同一电致变色材料（本技术中为钒酸钠），通过上下两层工作电极的电致变色状态叠加而实现多种颜色和光学参数的变化。本技术所提出的电致变色器件具有多色、低能耗和低成本的优势，将对于电致变色显示以及相关领域（如智能窗）产生积极的影响。附图说明图1是实施例1得到的在透明导电基底ITO表面刮涂获得的钒酸钠纳米线薄膜；图2是实施例1钒酸钠纳米线薄膜在锌离子电解液中的循环伏安曲线；图3是实施例1钒酸钠纳米线薄膜在锌离子电解液中，在0.2V至2.0V电压区间透过率调节曲线以及所对应的颜色变化；图4是实施例1所使用的基于双电致变色回路并联形成的锌离子电致变色单元器件结构示意图；附图标记包括：100、中空金属锌箔；200、锌离子电解质层；300、钒酸钠电致变色层；400、透明导电层；500、玻璃基底。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合实施例及附图对本技术产品作进一步详细的说明。本技术公开了一种锌离子电致变色单元器件，包括两相对设置的玻璃基底，两玻璃基底之间设置有中空金属锌箔，中空金属锌箔与玻璃基底之间设置有钒酸钠电致变色层，中空金属锌箔与钒酸钠电致变色层之间设置有锌离子电解质层，钒酸钠电致变色层与玻璃基底之间设置有透明导电层。进一步地，透明导电层为ITO材料层或FTO材料层。进一步地，钒酸钠电致变色层通过刮涂方式设置在透明导电层上。进一步地，钒酸钠电致变色层的厚度为1-2mm。本技术基于双电致变色回路并联形成的锌离子电致变色单元器件，其制备方法包括以下步骤：（1）使用水热方法制备获得钒酸钠纳米线；（2）将步骤（1）获得的钒酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌离子电致变色单元器件，包括两相对设置的玻璃基底，两玻璃基底之间设置有中空金属锌箔，其特征在于：所述中空金属锌箔与所述玻璃基底之间设置有钒酸钠电致变色层，所述中空金属锌箔与钒酸钠电致变色层之间设置有锌离子电解质层，所述钒酸钠电致变色层与所述玻璃基底之间设置有透明导电层。/n

【技术特征摘要】
1.一种锌离子电致变色单元器件，包括两相对设置的玻璃基底，两玻璃基底之间设置有中空金属锌箔，其特征在于：所述中空金属锌箔与所述玻璃基底之间设置有钒酸钠电致变色层，所述中空金属锌箔与钒酸钠电致变色层之间设置有锌离子电解质层，所述钒酸钠电致变色层与所述玻璃基底之间设置有透明导电层。


2.根据权利要求1所述的锌离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：童仲秋，伍剑明，李新刚，
申请(专利权)人：贵州理工学院，
类型：新型
国别省市：贵州;52