一种多功能智能窗制造技术

本发明专利技术公开了一种多功能智能窗，属于功能材料与器件技术领域，包括自下而上依次叠加的

【技术实现步骤摘要】
一种多功能智能窗


[0001]本专利技术属于功能材料与器件
，具体涉及一种多功能智能窗
。

技术介绍

[0002]电致变色是指在外界电场的作用下，材料发生氧化或还原导致其对光透射或反射产生可逆变化，在外观上表现为颜色的可逆变色现象
。
电致变色材料在实际应用中可以通过控制外加电场来调节物质的颜色变化
、
变色速度
、
变色深浅等，使变色现象按照预定的模式进行
。
由于上述特性，电致变色材料封装的电致变色器件在智能窗户
、
防眩汽车后视镜等领域得到了广泛应用
。
[0003]目前，传统的电致变色智能窗仅能通过外加电场实现对透光率的变化，功能相对比较单一，对热量的吸收与反射能力比较有限，且不具备电能存储等功能
。
因此，开发一种多功能的变色器件，将在商业建筑
、
高级住宅和高档汽车中有广阔的应用前景
。
[0004]经对现有文献
、
专利检索发现，目前还没有能将红外调控
、
透光率变化和能源存储功能一体化的器件
。
尽管已有大量论文或专利可实现电致变色与储能一体化的智能窗
(Chemical Engineering Journal,2021,414:128892、ACS Applied Materials&Interfaces,2020,12:51978、Journal of Materials Chemistry A,2018,6:11113
等
)
，这种三层结构的器件可以实现在同一种器件中达到电能存储与颜色变化
(
包含透光率变化
)
两种功能，可用于电源电量可视化或短路警告等
。
但是这种器件结构难以在此基础上兼顾红外调控的功能
(
即难以让多功能智能窗在无色透明状态下对散热性能进行控制
)。
此外，目前也有基于聚苯胺等材料对红外和可见光兼顾调节的三层结构的器件
(Journal of Materials Chemistry A,2023,11:7264、Electrochimica Acta,2022,435:141274
等
)
，但这类多为反射型器件，同时红外特性和颜色会同时在电场作用下发生变化，两种功能无法分离调控，导致其难以在智能窗中得到应用
。
由此可见，需要跳出传统多功能智能窗的结构设计思路，才能开发出一种能将红外调控
、
可见光透过率改变和能源存储功能一体化的器件
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中电致变色智能窗功能单一
、
难以同时兼顾多功能的问题，本专利技术提出了一种多新的功能智能窗，以兼顾透光率变化
、
红外调控和能源存储三个功能
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种多功能智能窗，包括自下而上依次叠加的
ITO(
氧化铟锡
)
玻璃
、
第一环形隔膜
、
环形铜箔
、
第二环形隔膜
、
石墨烯膜和透红外膜；其中，所述第一环形隔膜
、
环形铜箔和第二环形隔膜的环形尺寸一致，且第一环形隔膜和第二环形隔膜被含锌和锂的电解质溶液浸润；所述
ITO
玻璃的导电面朝内；
[0008]通过对环形铜箔和石墨烯膜施加不同高低电平，实现红外调控；通过对
ITO
玻璃和环形铜箔施加不同高低电平，实现透光率调控；在低透光率时，将
ITO
玻璃和石墨烯膜作为
外接负载的电极，实现对外接负载的供电，具有能源存储功能
。
[0009]优选地，所述第一环形隔膜和第二环形隔膜的材料为
PE(
聚乙烯
)、PP(
聚丙烯
)、
玻璃纤维
、
无纺布
、
纤维素中的一种
。
[0010]优选地，所述石墨烯膜通过
CVD(
化学气相沉积
)
法制备，层数为
20
层～
200
层
。
[0011]优选地，所述透红外膜的材料为
Al2O3、BaF2、CaF2、KBr、Ge、MgF2、Si、ZnS、ZnSe、PMMA(
聚甲基丙烯酸甲酯
)、PE、
金刚石中的一种或两种材料混合形成的薄膜
。
[0012]优选地，所述含锌和锂的电解质溶液作为实现透光率变化
、
红外调控
、
能源存储的重要介质，由摩尔比为1：
0.1
：
(1
～
4)
：
(0.1
～
1)
：
(0.0005
～
0.005)
的组份
A、
组份
B、
组份
C、
组分
D
和组份
E
混合得到；其中，所述组份
A
为氯化胆碱
、
溴化胆碱
、
碘化胆碱
、
乙酸胆碱中的任一种或几种；组份
B
氯化锂
、
溴化锂
、
碘化锂
、
乙酸锂
、
高氯酸锂
、
双
(
三氟甲基磺酰
)
亚胺锂
、
三氟甲基磺酸锂中的一种或几种；组份
C
为硫酸锌及其水合物
、
高氯酸锌及其水合物
、
乙酸锌及其水合物
、
硝酸锌及其水合物
、
氯化锌及其水合物
、
双
(
三氟甲基磺酰
)
亚胺锌及其水合物
、
三氟甲基磺酸锌及其水合物
、
四氟硼酸锌及其水合物中的任一种或几种；组份
D
为乙二醇
、
聚乙二醇
、
丁二腈
、1,3
‑
二氧戊烷
、
环丁砜或乙酰胺；组份
E
为硫酸铜
、
氯化铜或硝酸铜
。
[0013]优选地，红外调控时，高电平和低电平之间的电势差范围为
0.5
～
1.0V
；透光率调控时，高电平和低电平之间的电势差范围为0～
2.0V。
[0014]本专利技术提出的多功能智能窗的工作原理为：
[0015]在早晨光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多功能智能窗，其特征在于，包括自下而上依次叠加的
ITO
玻璃
、
第一环形隔膜
、
环形铜箔
、
第二环形隔膜
、
石墨烯膜和透红外膜；其中，所述第一环形隔膜
、
环形铜箔和第二环形隔膜的环形尺寸一致，且第一环形隔膜和第二环形隔膜被含锌和锂的电解质溶液浸润；所述
ITO
玻璃的导电面朝内
。
通过对环形铜箔和石墨烯膜施加不同高低电平，实现红外调控；通过对
ITO
玻璃和环形铜箔施加不同高低电平，实现透光率调控；在低透光率时，将
ITO
玻璃和石墨烯膜作为外接负载的电极，实现对外接负载的供电，具有能源存储功能
。2.
根据权利要求1所述多功能智能窗，其特征在于，所述第一环形隔膜和第二环形隔膜的材料为
PE、PP、
玻璃纤维
、
无纺布
、
纤维素中的一种
。3.
根据权利要求1所述多功能智能窗，其特征在于，所述石墨烯膜通过
CVD
法制备，层数为
20
层～
200
层
。4.
根据权利要求1所述多功能智能窗，其特征在于，所述透红外膜为
Al2O3、BaF2、CaF2、KBr、Ge、MgF2、Si、ZnS、ZnSe、PMMA、PE、
金刚石中的一种或两种材料混合形成的薄膜
。5.
根据权利要求1所述多功能智能窗，其特征在于，所述含锌和锂的电解质溶液由摩尔比为1：
0.1
：
(1
～
4)
：
(0.1
～
1)
：
(0.0005
～
0....

【专利技术属性】
技术研发人员：王能泽，贾春阳，万中全，袁俊榆，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：