[發明專利]一種基于聚噻吩及其衍生物和離子液體電解質的電致變色器件及其應用

有效

• 申請號: 201310048110.0
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103123431A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 徐春葉;章婧;鄭建明
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G02F1/153
• 分類號: G02F1/153;G02F1/155
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 王立民

技術領域

本發明屬于電致變色器件技術領域，具體涉及了一種基于聚噻吩及其衍生物和離子液體電解質的電致變色器件及其應用。?

背景技術

電致變色現象是指材料的光學屬性（反射率、透過率、吸收率等）在外加電場的作用下發生穩定、可逆的化學變化的現象，在外觀上表現為顏色或透明度的可逆變化。具有電致變色性能的材料稱為電致變色材料，利用這種材料制備成的具有可控變色功能的器件被稱為智能或電致變色器件(electrochromic?device,ECD)。?

電致變色窗在電場作用下可選擇性地吸收或反射外界熱輻射和阻止內部熱擴散，因此可以減少辦公樓和民宅四季控溫所耗費的大量能源。于此同時，電致變色窗可以改善自然光照度，防窺，防眩光等作用，減少室內外遮光設施。隨著該項技術的發展，電致變色窗、顯示器、防眩后視鏡等商品化應用逐漸被市場所矚目，在能源危機日漸加深的今天，這項研究意義非常重大。?

然而，目前在電致變色窗領域中，存在器件對封裝要求嚴格組裝成本高；器件循環壽命不夠長，電化學性能不夠穩定；破碎時器件內部電解液易燃且污染環境；在高溫下工作壽命明顯受到影響等緊迫的技術難題。?

與傳統溶劑相比，離子液體有蒸氣壓低、不易揮發、電導率高、較大的電位窗、穩定的化學性能和熱性能、可循環利用、環保等獨特性能，是開發性能優良的電致變色器件的理想電解質。?

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種基于聚噻吩及其衍生物和離?子液體電解質的電致變色器件及其應用。?

為了實現本發明的目的，提供以下解決方案：?

一種基于聚噻吩及其衍生物和離子液體電解質的電致變色器件，包括：?

第一電極，由透明導電ITO玻璃基板上和沉積在其上的聚噻吩及其衍生物PProDOT-Me₂組成；?

和與該第一電極相對的第二電極，由透明導電ITO(氧化銦錫導電玻璃)玻璃基板上和沉積在其上的無機金屬氧化物V₂O₅組成；?

設置在所述第一電極和第二電極之間的電解質層。?

優選的，所述電解質層為離子液體。?

更優選的，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([BMIM][PF₆])，或1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽([BMIM][OTF])。?

本發明還提供了上述電致變色器件在變色窗、顯示器、防眩后視鏡或遮光板等裝置制作中的應用。?

本發明的有益效果如下：?

本發明中使用的電解質1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([EMIM][PF₆])，及1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽([EMIM][OTF])是離子液體。相對于常見的鋰鹽和碳酸酯類電解質對空氣中的水分、氧氣敏感的特點而言，離子液體的環境穩定性要高出很多。在本發明中組裝離子液體作為電解質的器件都沒有使用手套箱組裝，只需在普通的室內環境下組裝即可達到理想的穩定性和其他電化學性能。而且離子液體價格適中，用量節省，可以大大降低制作電致變色窗的成本。?

本發明利用新的匹配方法，將電致變色材料PProDOT-Me₂、五氧化二釩（V₂O₅）和離子液體電解質有機結合，解決了電致變色器件組裝過程需要隔絕水氧的環境，大大降低了器件制造的難度和成本。組裝成匹配性優越的電致變色器件，具有透過率差值高，工作壽命長，高溫下工作性能穩定，制備技術可以商業推廣等優點，適用于汽車，航空航天，及極端氣候地區的建筑物上的應用。?

附圖說明

圖1為本發明的電致變色器件的結構示意圖；?

圖2與圖3為本發明電致變色器件工作原理圖；?

圖4為本發明電致變色器件實物圖；?

圖5為本發明工作電極在1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽中的光學性能；?

圖6為本發明工作電極在1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽中的光學性能；?

圖7為典型電致變色器件WO₃/V₂O₅在電解質LiClO₄+PC中循環前的光學性能；?

圖8為典型電致變色器件WO₃/V₂O₅在電解質LiClO₄+PC中循環1千次前后的光學性能；?