一种可见红外动态调控的智能窗制造技术

本发明专利技术涉及智能窗技术领域，特别涉及一种可见红外动态调控的智能窗。该智能窗沿厚度方向依次包括可见光透明的基底、导电层、第一变色层、离子传导层、电解质层、第二变色层、反射层、绝缘层和调节层，导电层、反射层和调节层均与电源连接；当红外光照射到调节层时，未被反射的红外光透过调节层，在调节层和反射层之间形成光学谐振腔结构，光学谐振腔用于调节红外光的吸收调节智能窗的红外光发射率；通过对导电层和反射层之间施加电压，电解质层中的离子进入第一变色层或第二变色层以使第一变色层或第二变色层变色。本发明专利技术实施例提供了一种可见红外动态调控的智能窗，能够提供一种灵活控制红外波段和可见波段的智能窗。制红外波段和可见波段的智能窗。制红外波段和可见波段的智能窗。

【技术实现步骤摘要】
一种可见红外动态调控的智能窗


[0001]本专利技术涉及智能窗
，特别涉及一种可见红外动态调控的智能窗。

技术介绍

[0002]电致变色玻璃可以在满足室内光照的前提下，调节室内的光线进入，可以同时减少照明和空调用电。来自太阳辐照的可见波段能量占总能量的44％，是室内主要的光和热来源，理想的智能窗需要在低温时(冬季)增加窗户的热辐射，在高温时(夏季)减少窗户的热辐射。对于传统的电致变色智能窗，通过给电极层施加电压，离子注入和脱出电致变色层，伴随着光学性质的变化，这个变化还可以拓展到波长更长的中远红外波段，以此来调控可见和红外光。
[0003]现有技术中，电致变色的可见和红外变化是一致的，两者在光热调控方面不够灵活。
[0004]因此，针对以上不足，急需一种可见红外动态调控的智能窗。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种可见红外动态调控的智能窗，能够提供一种灵活控制红外波段和可见波段的智能窗。
[0006]本专利技术实施例提供了一种可见红外动态调控的智能窗，沿厚度方向依次包括可见光透明的基底、导电层、第一变色层、离子传导层、电解质层、第二变色层、反射层、绝缘层和调节层，所述导电层、所述反射层和所述调节层均与电源连接，所述电源分别为所述导电层、所述反射层和所述调节层提供可调节的正或负偏压；
[0007]所述反射层的制备材料包括具有红外反射可见光透过的导体和半导体，所述调节层的制备材料包括红外半透明可见光透射的导体或半导体，当红外光照射到所述调节层时，未被反射的红外光透过所述调节层，在所述调节层和所述反射层之间形成光学谐振腔结构，所述光学谐振腔用于调节红外光的吸收，通过调节所述电源的电压改变所述调节层的红外透过率和吸收率，以调节进入所述光学谐振腔结构的红外光的多少，进而调节智能窗的红外光发射率；
[0008]所述第一变色层和所述第二变色层的制备材料为金属氧化物，通过对所述导电层和所述反射层之间施加电压，所述电解质层中的离子进入所述第一变色层或所述第二变色层以使所述第一变色层或所述第二变色层变色，所述离子传导层用于在停止施加电压后，使所述第一变色层或所述第二变色层保持施加电压的变色状态。
[0009]在一种可能的设计中，所述导电层、所述反射层和所述调节层的制备材料包括氧化铟锡、掺铝氧化锌、掺氟氧化锡、含银或其他金属薄膜或石墨烯中的一种或几种组合；
[0010]所述第一变色层和所述第二变色层的制备材料为氧化钨、氧化镍、氧化钒、氧化钽、氧化钛、氧化钴、氧化锆、氧化钇中的一种或几种组合；
[0011]所述离子传导层的制备材料为氧化钽、氧化锆、氧化硅、氮化硅中的一种或几种组
合；
[0012]所述绝缘层的制备材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钨、氧化铝、氧化镍、氧化钒、氧化铍、氧化镁、氧化钽、氧化钛、氧化钴、氧化锆、氧化钇中的一种或几种组合。
[0013]在一种可能的设计中，所述反射层的厚度为10～1500纳米；
[0014]所述绝缘层的厚度为10～1500纳米；
[0015]所述调节层的厚度为10～1500纳米；
[0016]所述第一变色层的厚度为10～800纳米；
[0017]所述第二变色层的厚度为10～800纳米；
[0018]所述离子传导层的厚度为10～800纳米；
[0019]所述电解质层的厚度为10～400纳米。
[0020]在一种可能的设计中，所述调节层的制备材料包括经过热处理的导体或半导体。
[0021]在一种可能的设计中，所述电源施加给所述调节层的电压为
‑
5～0V或0～5V。
[0022]在一种可能的设计中，所述反射层厚度为150～250nm，所述调节层厚度为500～800nm；
[0023]所述电源正极连接所述调节层施加正偏压时，所述智能窗的红外发射率增加，所述电源负极连接所述调节层施加负偏压时，所述智能窗的红外发射率减少。
[0024]在一种可能的设计中，所述反射层厚度为150～250nm，所述绝缘层厚度为150～250nm，所述调节层厚度为45～80nm；
[0025]所述电源正极连接所述调节层施加正偏压时，所述智能窗的红外发射率减少，所述电源负极连接所述调节层施加负偏压时，所述智能窗的红外发射率增加。
[0026]在一种可能的设计中，所述智能窗通过所述基底依次镀膜制备得到。
[0027]在一种可能的设计中，所述导电层具有红外反射性质，所述反射层的电导率为500S/cm～1500S/cm。
[0028]在一种可能的设计中，所述热处理的温度为10～600摄氏度，时间为10～600分钟。
[0029]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
[0030]本专利技术提供的智能窗包括红外调节结构和可见光调节结构，可以通过电源分别调节智能窗的红外光和可见光。
[0031]本专利技术提供的红外调节结构具有三层，沿厚度方向为反射层、绝缘层和调节层。反射层和调节层均为具有导电能力的导体或半导体，反射层具有反射红外光的性质，调节层具有红外半透明性质，既可以反射部分红外光，又允许部分红外光透过。红外光照射到调节层时，部分红外光被反射，部分红外光透过调节层。透过调节层的红外光在反射层和调节层之间的光学谐振腔结构中振荡。通过光学谐振腔结构的振荡作用能够明显增加红外调节结构的红外发射率。进一步地，反射层和调节层分别与电源的两个电极连接，通过调节电源的电压来控制调节层的中的载流子浓度，载流子浓度影响了调节层的红外光透过率，因此，通过调节电源电压能够改变调节层的红外光透过率，进而调节进入光学谐振腔的红外光强度和光学谐振腔的振荡效果，实现红外光发射率可调节的效果。调节层与不同极性的电极连接得到的效果不同，调节层与负极连接，增加载流子浓度，降低调节层的红外透过率；调节层与正极连接，减少载流子浓度，提升调节层的红外透过率。
[0032]可见光调节结构包括导电层、第一变色层、离子传导层、电解质层、第二变色层、反
射层。在导电层和反射层之间施加电压，使电解质层中的离子进入第一变色层或第二变色层，进而使第一变色层或第二变色层变色。通过调节电压值能够调节变色的程度。通过改变电源连接导电层和反射层的极性，可以控制电解质层中离子进入第一变色层或第二变色层。通过设置离子传导层，可以在第一变色层和/或第二变色层后，撤去电压，第一变色层或第二变色层依然保持变色状态不变。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0034]图1是本专利技术实施例提供的一种可见红外动态调控的智能窗的剖面示意图；
[0035]图2是本专利技术实施例提供的一种可见红外动态调控的智本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见红外动态调控的智能窗，其特征在于，沿厚度方向依次包括可见光透明的基底、导电层、第一变色层、离子传导层、电解质层、第二变色层、反射层、绝缘层和调节层，所述导电层、所述反射层和所述调节层均与电源连接，所述电源分别为所述导电层、所述反射层和所述调节层提供可调节的正或负偏压；所述反射层的制备材料包括具有红外反射可见光透过的导体和半导体，所述调节层的制备材料包括红外半透明可见光透射的导体或半导体，当红外光照射到所述调节层时，未被反射的红外光透过所述调节层，在所述调节层和所述反射层之间形成光学谐振腔结构，所述光学谐振腔用于调节红外光的吸收，通过调节所述电源的电压改变所述调节层的红外透过率和吸收率，以调节进入所述光学谐振腔结构的红外光的多少，进而调节智能窗的红外光发射率；所述第一变色层和所述第二变色层的制备材料为金属氧化物，通过对所述导电层和所述反射层之间施加电压，所述电解质层中的离子进入所述第一变色层或所述第二变色层以使所述第一变色层或所述第二变色层变色，所述离子传导层用于在停止施加电压后，使所述第一变色层或所述第二变色层保持施加电压的变色状态。2.根据权利要求1所述的智能窗，其特征在于，所述导电层、所述反射层和所述调节层的制备材料包括氧化铟锡、掺铝氧化锌、掺氟氧化锡、含银或其他金属薄膜或石墨烯中的一种或几种组合；所述第一变色层和所述第二变色层的制备材料为氧化钨、氧化镍、氧化钒、氧化钽、氧化钛、氧化钴、氧化锆、氧化钇中的一种或几种组合；所述离子传导层的制备材料为氧化钽、氧化锆、氧化硅、氮化硅中的一种或几种组合；所述绝缘层的制备材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅、氧化钨、氧化铝、氧化镍、氧化钒、氧化铍、氧化镁、氧化钽、氧化钛、氧化钴、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李垚，张虎林，张翔，赵九蓬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：