[發(fā)明專利]一種電致變色器件及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107976851B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 魏昂;王榮;位威
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G02F1/1524
• 分類號: G02F1/1524;G02F1/15;G02F1/153
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明公開了一種電致變色器件及其制備方法，所述電致變色器件包括封膠框、PET墊圈、電致變色層、液態(tài)電解質(zhì)和導電玻璃，其中，PET墊圈可根據(jù)器件與電致變色層的形狀、大小調(diào)節(jié)；電致變色層為rGO/NiO復合薄膜，具有疏松多孔形貌，孔徑為納米級別，且rGO均勻負載在NiO薄膜的孔道上。所述制備方法包括rGO/NiO復合材料的合成和電致變色器件的制備。本發(fā)明的電致變色器件及其制備方法克服了NiO材料變色速度慢、著色效率低、制備流程復雜以及傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)電致變色器件制備方法存在的泄露和漏電流等缺陷。

技術領域

本發(fā)明屬于電致變色器件制備領域，尤其涉及一種電致變色器件及其制備方法。

背景技術

電致變色(EC)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(fā)生穩(wěn)定、可逆的顏色變化的現(xiàn)象，在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。用電致變色材料做成的器件稱為電致變色器件(ECD)。電致變色器件的應用領域非常廣泛，可用在建筑節(jié)能、軍事防偽、信息顯示等領域，常見的電致變色器件有智能窗、無眩反光鏡、電致變色顯示器和存儲器等。

氧化鎳(NiO)是一類研究較為廣泛的電致變色材料，不僅具有優(yōu)良的電致變色性能，循環(huán)穩(wěn)定性高，而且成本低廉。同其它無機電致變色材料(如TiO₂、MnO₂、WO₃等)相比，NiO的透過率范圍可調(diào)性更大，多次的循環(huán)變色后，電致變色性能損失較小，穩(wěn)定性良好。但是NiO材料也存在變色速度慢，著色效率低，制備流程復雜等問題。蔡國發(fā)等人采用電泳沉積在ITO導電玻璃表面沉積氧化石墨烯(GO)，在氬氣氣氛下還原為石墨烯；NiO/石墨烯復臺材料是以制備的石墨烯/ITO玻璃為基底通過化學浴沉積法制備的，該制備方法工藝比較復雜，且僅研究了薄膜電致變色性能，沒有組裝為器件進行研究。

電致變色器件(ECD)常見的典型結構是由多種類型的材料集成類似電池的層狀結構，包括兩側(cè)玻璃基板或者柔性基板的透明導電材料，電致變色材料和電解質(zhì)材料組成的5層結構，可表述為透明導電基板(TC)/電致變色層(EC)/電解質(zhì)(EL)/對電極(CE)/透明導電基板(TC)。液態(tài)電解質(zhì)由于具有高的離子導電率、高的透明度以及較低的成本等優(yōu)點，在實際的電致變色器件制備中應用十分的廣泛，但是潛在的泄露和安全問題(漏電流)大大限制了液態(tài)電解質(zhì)的電致變色器件的商業(yè)化應用。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種電致變色器件及其制備方法，通過水熱法和浸漬法制備一種結構不同的rGO/NiO復合薄膜，該方法不需要特殊氣氛，制備工藝簡單，克服了NiO材料變色速度慢、著色效率低、制備流程復雜以及傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)電致變色器件制備方法存在的泄露和漏電流等缺陷。

本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種電致變色器件，包括封膠框、PET墊圈、電致變色層、液態(tài)電解質(zhì)和導電玻璃，所述PET墊圈可根據(jù)器件與電致變色層的形狀、大小調(diào)節(jié)；所述電致變色層為rGO/NiO復合薄膜，具有疏松多孔形貌，孔徑為納米級別，且rGO均勻負載在NiO薄膜的孔道上。

一種電致變色器件的制備方法，包括以下步驟：

步驟1)將ITO導電玻璃洗凈后真空干燥；將ITO導電玻璃的非導電面和導電面周圍用聚酰亞胺膠帶包裹，然后通過化學沉積法在ITO導電玻璃未被聚酰亞胺膠帶包裹的導電面表面負載NiO薄膜；

步驟2)用改進Hummers法制備得到GO粉末，將制得的GO粉末加入去離子水中配制成GO溶液；將無水乙醇和質(zhì)量分數(shù)為25～28％的濃氨水加入到GO溶液中，充分攪拌后，轉(zhuǎn)移至水熱釜中，120～150℃反應12～24h；過濾洗滌后，加入去離子水，配置成rGO懸浮液；

步驟3)采用浸漬法將表面負載有NiO的ITO導電玻璃浸入rGO懸浮液中，重復一次以上進行修飾，得到表面覆有rGO/NiO復合薄膜的ITO導電玻璃，作為工作電極，所述rGO/NiO復合薄膜即為電致變色層；