一种基于三氧化钨的电致变色器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于三氧化钨的电致变色器件，它包括工作电极、对电极、置于所述变色材料层和所述电荷存储物质层之间的电解质层，所述工作电极包括第一导电基板，所述第一导电基板的内侧面设有变色材料层；所述对电极包括第二导电基板，所述第二导电基板的内侧面设有电荷存储物质层；其中，所述变色材料层由三氧化钨制成；所述电荷存储物质层为磷酸铁锂或钴酸锂制成。它能够使器件在具有光学调控能力的同时可以进行稳定地循环工作。能力的同时可以进行稳定地循环工作。能力的同时可以进行稳定地循环工作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三氧化钨的电致变色器件


[0001]本技术涉及一种基于三氧化钨的电致变色器件，属于电致变色器件


技术介绍

[0002]目前，电致变色技术自上世纪60年代发展至今，虽然研究者们已经发现或专利技术了数量巨多、不同种类的变色材料，但WO3凭借着优秀的光学调制能力和出色的稳定性仍然在众多变色材料中一枝独秀，基于WO3的电致变色器件也一直是本领域的研究热点；申请公布号为CN108254989A的中国专利就披露了一种全固态电致变色窗和固态电致变色镜及其制备方法，其中电致变色层中就有采用氧化钨的技术方案；然而，由于WO3拥有巨大的电荷存储量以及快速的电化学反应活性，常规的阳极变色材料（NiO、V2O5等）均很难满足其电荷需求。因此找到一种可以与WO3有良好匹配性能的电荷存储材料是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于三氧化钨的电致变色器件，它能够使器件在具有光学调控能力的同时可以进行稳定地循环工作。
[0004]本技术解决上述技术问题采取的技术方案是：一种基于三氧化钨的电致变色器件，它包括：
[0005]工作电极，所述工作电极包括第一导电基板，所述第一导电基板的内侧面设有变色材料层；
[0006]对电极，所述对电极包括第二导电基板，所述第二导电基板的内侧面设有电荷存储物质层；
[0007]置于所述变色材料层和所述电荷存储物质层之间的电解质层；其中，
[0008]所述变色材料层由三氧化钨制成；r/>[0009]所述电荷存储物质层为磷酸铁锂或钴酸锂制成。
[0010]进一步，所述第一导电基板和/或所述第二导电基板为内侧面镀有氧化铟锡和掺氟氧化锡的至少一种的基板。
[0011]进一步，所述基板由玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯材质制成。
[0012]进一步，所述变色材料层的厚度范围为300~800nm。
[0013]进一步，所述电荷存储物质层的厚度范围为300~800nm。
[0014]进一步，所述电解质层中为溶于溶剂中并适于改变变色材料层的变色材料颜色的离子盐。
[0015]进一步，所述离子盐包括阳离子为Li
+
或K
+
或Fe
2+
或Al
3+
的离子盐。
[0016]进一步，所述溶剂为碳酸丙二醇酯或碳酸乙烯酯。
[0017]所述变色材料层沉积在第一导电基板的内侧面；
[0018]和/或所述电荷存储物质层沉积在第二导电基板的内侧面上。
[0019]所述电解质层的厚度为30~300μm。
[0020]在所述第一导电基板和所述第二导电基板之间位于所述变色材料层、所述电解质层和所述电荷存储物质层的周边设有密封层。
[0021]采用了上述技术方案后，本技术中使用WO3为器件的工作电极，磷酸铁锂、钴酸锂作为对电极的一部分，电解液中的锂离子用来嵌入/迁出电极材料以平衡其电荷。考虑到此种对电极材料颜色较深，为了减少对器件褪色态时光学透过率的影响，在可以满足WO3电荷需求的前提下，对变色材料层和电荷存储物质层的薄膜厚度应尽量薄，控制在300nm~800nm之间。本技术抛弃了传统互补型电致变色器件以阳极变色材料作为对电极的方案，纯粹将对电极作为变色材料WO3（工作电极）的电荷平衡物质，使器件能够稳定地工作。
附图说明
[0022]图1为本技术的基于三氧化钨的电致变色器件的截面示意图；
[0023]图2为本技术的电致变色器件的工作机理示意图一；
[0024]图3为本技术的电致变色器件的工作机理示意图二；
[0025]图4为本技术的电致变色器件的性能图一；
[0026]图5为本实施例二中的电致变色器件的性能图二。
具体实施方式
[0027]为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明。
[0028]如图1所示，一种基于三氧化钨的电致变色器件，它包括：
[0029]工作电极，工作电极包括第一导电基板1，第一导电基板1的内侧面设有变色材料层2；
[0030]对电极，对电极包括第二导电基板3，第二导电基板3的内侧面设有电荷存储物质层4；
[0031]置于变色材料层2和电荷存储物质层4之间的电解质层5；其中，
[0032]变色材料层2由三氧化钨制成；
[0033]电荷存储物质层4为磷酸铁锂或钴酸锂制成。
[0034]本实施例中使用WO3为器件的工作电极，磷酸铁锂或钴酸锂作为对电极中的一部分，电解液中的锂离子用来嵌入/迁出电极材料以平衡其电荷。抛弃了传统互补型电致变色器件以阳极变色材料作为对电极的方案，纯粹将对电极作为变色材料WO3（工作电极）的电荷平衡物质，使器件能够稳定地工作。
[0035]在本实施例中，第一导电基板1和第二导电基板3可以为内侧面镀有氧化铟锡和掺氟氧化锡的至少一种的基板。
[0036]基板可以由玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯材质制成。
[0037]在本实施例中，变色材料层2的厚度范围为300~800nm；电荷存储物质层4的厚度范围为300~800nm；考虑到此种对电极材料颜色较深，为了减少对器件褪色态时光学透过率的影响，在可以满足WO3电荷需求的前提下，对变色材料层和电荷存储物质层的薄膜厚度应尽量薄，控制在300nm~800nm之间。
[0038]在本实施例中，电解质层5为溶于溶剂中并适于改变变色材料层的变色材料颜色的离子盐。
[0039]离子盐包括阳离子为Li
+
或K
+
或Fe
2+
或Al
3+
的离子盐。
[0040]溶剂可以为碳酸丙二醇酯或碳酸乙烯酯。
[0041]变色材料层2可以通过物理或化学方法沉积在第一导电基板1的内侧面。
[0042]电荷存储物质层4也可以通过物理或化学方法沉积在第二导电基板3的内侧面上。
[0043]电解质层5的厚度为30~300μm。
[0044]在第一导电基板1和第二导电基板3之间位于变色材料层2、电解质层5和电荷存储物质层4的周边设有密封层6。
[0045]基于三氧化钨的电致变色器件的具体制备过程可以如下：
[0046]Ⅰ、通过电化学法或者磁控溅射法制备带变色材料层2的第一导电基板1；
[0047]电化学法具体可以为如下：
[0048]首先需要制备镀膜的前驱体液，步骤如下：将6 g钨粉放入大烧杯中，并快速加入60 mL双氧水（H2O2， 30%），过滤反应液2遍后得到白色半透明溶液，再转入51℃油浴锅回流12小时。之后继续在65℃加热12小时、85℃加热30分钟，在85℃条件下加入等体积的乙醇，并立马将温度降至50℃，保持24小时后取出，转入冰箱中冷藏（4℃）静置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三氧化钨的电致变色器件，其特征在于，它包括：工作电极，所述工作电极包括第一导电基板（1），所述第一导电基板（1）的内侧面设有变色材料层（2）；对电极，所述对电极包括第二导电基板（3），所述第二导电基板（3）的内侧面设有电荷存储物质层（4）；置于所述变色材料层（2）和所述电荷存储物质层（4）之间的电解质层（5）；其中，所述变色材料层（2）由三氧化钨制成；所述电荷存储物质层（4）为磷酸铁锂或钴酸锂制成。2.根据权利要求1所述的基于三氧化钨的电致变色器件，其特征在于，所述第一导电基板（1）和/或所述第二导电基板（3）为内侧面镀有氧化铟锡和掺氟氧化锡的至少一种的基板。3.根据权利要求2所述的基于三氧化钨的电致变色器件，其特征在于，所述基板由玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯材质制成。4.根据权利要求1所述的基于三氧化钨的电致变色器件，其特征在于，所述变色材料层（2）的厚度范围为300~800nm。5.根据权利要求1所述的基于三氧化钨的电致变色器件，其特征在于，所述电荷存储物质层（4）的厚度范围为300~800nm。6.根据权利要求1所述的基于三氧化钨...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛凯，郑建明，徐春叶，
申请(专利权)人：常州雅谱新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：