[發明專利]可紅外調控銀納米線導電襯底WO3電致變色器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201611192606.5
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106637205B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 嚴輝;周開嶺;汪浩;張永哲
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;G02F1/153
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

可紅外調控銀納米線導電襯底WO₃電致變色器件及其制備方法，屬于功能材料領域。將銀納米線旋涂在玻璃襯底制備銀納米線透明導電電極；在電極上沉積WO₃薄膜得到WO₃電致變色薄膜；制備LiClO₄固態電解質；將WO₃電致變色薄膜與銀納米線透明導電電極通過固態電解質進行粘合，形成夾層結構，然后成型處理并對邊緣進行密封處理。本發明可實現對于紅外光波段的電致變色調控，且穩定性好。

技術領域

本發明涉及具有可紅外調控性能，且以銀納米線為導電電極的 WO₃電致變色器件及其制備方法，屬于功能材料技術制備與應用領域。

背景技術

電致變色是指材料在電場作用下顏色產生穩定可逆變化的現象。當材料在電化學作用下發生電子與離子的注入與抽出時，其價態和化學組分將發生變化，從而使材料的反射與透射性能改變，在外觀性能上表現為顏色及透明度的可逆變化。電致變色材料中電荷的注入與抽出可以通過外界電壓或電流的改變而方便地實現，注入或抽出電荷的多少直接決定了材料的致色程度，調節外界電壓或電流可以控制電致變色材料的電致變色程度；通過改變電壓的極性可以方便地實現著色或消色；已著色的材料在切斷電流而不發生氧化還原反應的情況下，可以保持著色狀態，即具有記憶功能。電致變色薄膜的優異性能以及在節能方面的應用前景受到人們的普遍關注,符合未來智能材料的發展趨勢。電致變色智能窗可以根據環境及人類舒適度，通過控制進入建筑物的可見光和太陽輻射的能量達到對太陽能高效率利用的目的。

眾所周知、太陽輻射光譜中近紅外光的能量占太陽總輻射強度的 52％，對近紅外能量的有效利用有利于在提高人類舒適度的同時降低能源消耗。傳統的電致變色制備工藝主要是將電致變色薄膜通過一定的技術手段沉積到ITO玻璃襯底上。然而ITO由于銦材料過于稀少而使其價格昂貴。最重要的是，ITO薄膜在1300nm處存在等離子體共振效應，這使得該薄膜在近紅外波段(780-2500nm)的透過率大大降低，因此紅外調節能力也隨著降低。特別是將電致變色層組裝成多層結構的電致變色器件時，紅外調節能力幾乎完全喪失。因此，制備出可紅外調控的電致變色器件顯得尤為重要。

WO₃電致變色材料作為當前最為熱點的研究方向，對其主要研究多數集中于可見光的調控改性。對于紅外光波段的電致變色調控幾乎沒有，特別是用于紅外調控的WO₃電致變色器件更是沒有。

發明內容

本發明主要通過以銀納米線為導電電極，制備出可紅外調控的 WO₃電致變色器件。

一種可紅外調控銀納米線導電襯底WO₃電致變色器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備銀納米線透明導電電極，先將所需使用的玻璃片襯底清洗干凈并烘干，將銀納米線分散在乙醇中，然后均勻旋涂在玻璃襯底上，后烘干待用；

優選銀納米線長為60μm-100μm，直徑60nm-100nm。

上述銀納米線的制備方法，優選：稱取PVP溶解到乙二醇中，待完全溶解后，將事先研磨過的AgNO₃粉末溶解在上述溶液中，最后加入氯化鐵的乙二醇溶液，攪拌均勻最后放入110℃的油浴鍋中進行加熱12小時，后用丙酮、乙醇多次離心、清洗即可，最后將銀納米線分散到乙醇溶液中；

(2)在步驟(1)的銀納米線透明導電電極上沉積WO₃薄膜，本發明采電化學沉積技術對WO₃薄膜進行沉積，優選采用恒電位儀，在恒電流模式下，優選設置沉積電流密度約為0.3mA/cm²，以WO₃的前驅體溶液作為電解液進行電沉積，在涂有銀納米線透明導電電極的玻璃表面進行電化學沉積WO₃薄膜，得到WO₃電致變色薄膜；