[發明專利]一種以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器件及其應用

在審

• 申請號: 201410503605.2
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104199228A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 李垚;童仲秋;趙九蓬;王晶;王藝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G02F1/155
• 分類號: G02F1/155
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及電致變色器件技術領域，具體為一種以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料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)。由于能夠在外加電場下改變自身的反射率、透過率、吸收率，所以電致變色器件能夠選擇性地調節外界熱輻射和阻止內部熱向外擴散，因此電致變色器件能夠作為一種控溫裝置來使用。與此同時，由于能夠在外加電場的作用下改變自身的顏色，所以電致變色器件也能夠作為顯示器使用。五氧化二釩作為唯一一種同時能夠陽極變色(黃色)和陰極變色(綠色)的材料，其在電致變色器件領域表現出非常大的優勢。但是，傳統方法制備的五氧化二釩都是以粉末的形式存在，在制備成電極的過程中需要采用刮膜的方法將五氧化二釩粉末刮涂至透明導電玻璃表面(如FTO)，工藝復雜；另外，傳統在構建電致變色器件時，并未考慮到整個電致變色器件變色的過程中，五氧化二釩變色過程與另一電極電致變色材料顏色的匹配性問題，照成顏色對比度不明顯。

發明內容

本發明要解決傳統方法制備的五氧化二釩都是以粉末的形式存在，制備電極的過程工藝復雜；另外，傳統在構建電致變色器件時，五氧化二釩變色過程與另一電極電致變色材料顏色的匹配性差，造成顏色對比度不明顯的問題，而提供的一種以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器件及其應用。

一種以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器件，包括：工作電極、對電極和電解質層，其中，工作電極由透明導電FTO玻璃基板和沉積于其上的五氧化二釩薄膜組成；對電極由透明導電FTO玻璃基板和沉積于其上的聚3,4-乙撐二氧噻吩薄膜組成；電解質層處于工作電極和對電極之間。

一種以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器件作為控溫裝置在建筑物的智能窗中的應用；或者一種以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器件作為變色裝置在顯示器裝置中的應用。

本發明的有益效果是：本發明采用聚苯乙烯膠體晶體為模板制備三維有序大孔結構的五氧化二釩薄膜，其直接生長于透明導電玻璃的表面。另外，三維有序大孔結構極大地提高了五氧化二釩的電致變色性能。采用聚3,4-乙撐二氧噻吩與五氧化二釩相匹配，在工作電極的五氧化二釩處于陽極電壓下呈現黃色的狀態下，對電極的聚3,4-乙撐二氧噻吩正好表現為藍色，藍色為黃色的互補色，顏色對比明顯；在工作電極的五氧化二釩處于陰極電壓下呈現綠色的狀態下，對電極的聚3,4-乙撐二氧噻吩正好表現為透明狀態。從而這樣的顏色匹配能夠極大的提高整個電致變色器件的顏色對比度。

本發明制備的以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器用于建筑物的智能窗和顯示器裝置中。

附圖說明

圖1為實施例一所述膠體晶體模板的掃描電鏡照片；圖2為以膠體晶體為模板，電沉積獲得三維有序大孔結構五氧化二釩工藝示意圖；圖3為三維有序大孔結構的五氧化二釩薄膜的掃描電鏡照片；

圖4為實施例一以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器件的結構示意圖；

圖5為實施例一以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器件的實物圖；

圖6為實施例一以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器件在陽極狀態下的實物圖如所示；圖7為在陰極狀態下的實物圖。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉的具體實施方式，還包括各具體實施方式之間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式一種以聚3,4-乙撐二氧噻吩和五氧化二釩為電致變色電極材料的電致變色器件包括：工作電極、對電極和電解質層，其中，工作電極由透明導電FTO玻璃基板和沉積于其上的五氧化二釩薄膜組成；對電極由透明導電FTO玻璃基板和沉積于其上的聚3,4-乙撐二氧噻吩薄膜組成；電解質層處于工作電極和對電極之間。