电致变色近红外反射调控器件及其制备、调控方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种电致变色近红外反射调控器件及其制备、调控方法和应用，该电致变色近红外反射调控器件包括层叠设置的第一透明导电基板、有机电致变色层、电解质层和第二透明导电基板。在使用时，通过电源向第一透明导电基板和第二透明导电基板之间施加不同电压可实现对近红外反射率的动态调控。可实现对近红外反射率的动态调控。可实现对近红外反射率的动态调控。

【技术实现步骤摘要】
电致变色近红外反射调控器件及其制备、调控方法和应用


[0001]本专利技术涉及电致变色器件
，尤其是涉及一种电致变色近红外反射调控器件及其制备、调控方法和应用。

技术介绍

[0002]近红外反射(NIR)辐射(700
–
2500nm)占据了太阳能辐射能量的52％，对各种人造混凝土建筑的能量累积和温度升高有显著的贡献，这不仅导致城市热岛效应(UHI)的负面影响，也大大增加了电能的消耗(即冷却)。制备良好的近红外反射材料是缓解热岛效应和节能的一个有效策略。近年来，近红外反射材料的研究受到研究人员的重视，主要集中在有机材料和无机材料方面。其中反射率高、易制备、性质稳定的材料在涂料和建筑领域方面早已得到广泛应用，部分有机材料(如PDI及其衍生物)和无机材料(如TiO2)反射率可达80％以上。而现有技术大多是通过设计材料结构或掺杂元素、改变粒径实现对反射率静态的调控。如专利申请CN113773329A公开了一种实现酞菁类有机材料近红外反射率被动调控的方法，其通过设计材料结构的方式实现对近红外反射率的静态调控。但以上只能实现近红外反射率的被动、静态调控，或者单纯制备高近红外反射率的材料，这已不能满足近红外反射方向的研究。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种电致变色近红外反射调控器件及其制备、调控方法和应用。
[0004]本专利技术的第一方面，提出了一种电致变色近红外反射调控器件，包括层叠设置的第一透明导电基板、有机电致变色层、电解质层和第二透明导电基板。
[0005]根据本专利技术实施例电致变色近红外反射调控器件，至少具有以下有益效果：该电致变色近红外反射调控器件在第一透明导电基板和第二透明导电基板之间层叠夹设有机电致变色层和电解质层，在使用时可通过电源向第一透明导电基板和第二透明导电基板之间施加电压，并通过调控电压，电致变色近红外反射调控器件基于其中有机电致变色层的设置，既能显示出不同颜色，也可改变近红外光谱的反射率，实现对近红外光反射率的动态调控。具体地，根据研究得出，该电致变色近红外反射调控器件的大部分反射功能主要由有机电致变色层实现，而第一透明导电基板、第二透明导电基板和电解质层基本不参与反射作用，由此，通过电源向第一透明导电基板和第二透明导电基板之间施加不同电压，主要实现电致变色近红外反射调控器件中有机电致变色层的近红外反射率调控，进而通过以上可实现对有机电致变色材料的近红外反射动态调控，同时，可为后续研究影响有机材料近红外发射率的因素提供一种新的思路和方法，并且在城市热岛效应、节能和军事涂层等领域也有很好的应用前景。
[0006]在本专利技术的一些实施方式中，所述有机电致变色层的材质为聚噻吩、聚3
‑
己基噻吩、聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩、苝与3,4
‑
乙烯二氧噻吩的聚合物中的至少一种。以上有机电致变
色层的材料为导电聚合物，具体属于有机高分子导电聚合物，其结构特点是均存在共轭π电子结构，因为电荷注入使得π电子具有较大的共轭离域体系，其变色原理是在外电场作用下掺杂/脱掺杂电荷的过程，该过程是一个氧化还原可逆的过程(同时伴随电子的得失)。其掺杂程度可由外加电压控制，掺杂使导电聚合物的π电子共轭区域变得更大。随着离子和电子的掺杂，将在分子的价带(对应π成键轨道)与导带(对应π
*
反键键轨道)间诱发出极子能级和双极子能级等。不同的掺杂，形成Eg的大小也不同，较窄的Eg使价电子跃迁到极子能级变得更加容易，从而吸收或释放出光子，最终产生丰富多彩的变色现象。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述有机电致变色层通过电化学沉积法制得。通过电化学沉积法可提高所制得有机电致变色层的均匀性，进而提高其性能。
[0008]在本专利技术的一些实施方式中，所述电解质层为胶凝电解质层或电解液层。
[0009]该电致变色近红外反射调控器件中，第一透明导电基板和第二透明导电基板被配置于与电源连接，以通过电源向第一透明导电基板和第二透明导电基板之间施加不同电压实现近红外反射率调控。在本专利技术的一些实施方式中，所述第一透明导电基板包括层叠设置的第一透明基板和第一透明导电层，且所述第一透明导电层设置在所述第一透明基板和所述有机电致变色层之间；和/或，所述第二透明导电基板包括层叠设置的第二透明基板和第二透明导电层，所述第二透明导电层设置在所述第二透明基板和所述电解质层之间。第一透明基板和第二透明基板可采用透明玻璃基板，第一透明导电层和第二透明导电层可为ITO导电层。
[0010]以上电致变色近红外反射调控器件本身可不配置电源，而在使用时结合外部电源使用，具体将第一透明导电基板和第二透明导电基板分别电性连接于外部电源的正极和负极，通过电源施加不同电压以调控近红外反射率。在本专利技术的一些实施方式中，电致变色近红外反射调控器件本身也可包括电源，所述电源与所述第一透明导电基板和所述第二透明导电基板电性连接，用于向所述第一透明导电基板和所述第二透明导电基板之间施加不同电压实现近红外发射率调控。
[0011]本专利技术的第二方面，提出了一种本专利技术第一方面所提出的任一种电致变色近红外反射调控器件的制备方法，其包括以下步骤：
[0012]S1、在第一透明导电基板上制备有机电致变色层；
[0013]S2、在第二透明导电基板与所述有机电致变色层之间设置电解质层。
[0014]根据本专利技术实施例电致变色近红外反射调控器件的制备方法，至少具有以下有益效果：通过以上制备方法制得电致变色近红外反射调控器件在第一透明导电基板和第二透明导电基板之间层叠夹设有机电致变色层和电解质层，通过电源向第一透明导电基板和第二透明导电基板之间施加电压，并通过调控电压，电致变色近红外反射调控器件基于其中有机电致变色层的设置，既能显示出不同颜色，也可改变近红外光谱的反射率，实现对近红外光反射率的动态调控。
[0015]该制备方法的步骤S1中，有机电致变色层可采用电化学沉积法制备。步骤S2具体可包括：将所述第一透明导电基板上设有所述有机电致变色层的表面与第二透明导电基板相对设置制备容置盒，而后向所述容置盒内填充电解液，使所述电解液覆盖所述有机电致变色层，形成电解质层；或者，在第二透明导电基板上设置电解质层，而后将所述有机电致变色层与所述电解质层贴合。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，该电致变色近红外反射调控器件的制备方法还包括S3、设置电源，具体将第一透明导电基板和第二透明导电基板分别与电源的正负极电性连接。通过以上直接在电致变色近红外反射调控器件上设置电源，从而可通过其本身电源施加不同电压实现对近红外光反射率的动态调控。
[0017]本专利技术的第三方面，提出了本专利技术第一方面所提出的任一种电致变色近红外反射调控器件的一种调控方法，包括：将电致变色近红外反射调控器件的第一透明导电基板和第二透明导电基板分别电性连接于电源的正负极，通过所述电源向所述第一透明导电基板和所述第二透明导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电致变色近红外反射调控器件，其特征在于，包括层叠设置的第一透明导电基板、有机电致变色层、电解质层和第二透明导电基板。2.根据权利要求1所述的电致变色近红外反射调控器件，其特征在于，所述有机电致变色层的材质选自聚噻吩、聚3
‑
己基噻吩、聚3,4
‑
乙烯二氧噻吩、苝与3,4
‑
乙烯二氧噻吩的聚合物中的至少一种。3.根据权利要求2所述的电致变色近红外反射调控器件，其特征在于，所述有机电致变色层通过电化学沉积法制得。4.根据权利要求1所述的电致变色近红外反射调控器件，其特征在于，所述电解质层为胶凝电解质层或电解液层。5.根据权利要求1所述的电致变色近红外反射调控器件，其特征在于，所述第一透明导电基板包括层叠设置的第一透明基板和第一透明导电层，且所述第一透明导电层设置在所述第一透明基板和所述有机电致变色层之间；和/或，所述第二透明导电基板包括层叠设置的第二透明基板和第二透明导电层，且所述第二透明导电层设置在所述第二透明基板和所述电解质层之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旺桥，曾威力，郭浩，陈宏，周国富，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：