[發明專利]一種高性能雙頻獨立調制電致變色薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810111317.0
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108439821B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 任洋;高赟;周曉歌;趙高揚
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 胡燕恒

本發明公開了一種高性能雙頻獨立調制電致變色薄膜，以ITO玻璃為基板，在基板上依次制備有圖形化的納米ITO薄膜、WO₃薄膜形成的ITO?WO₃復合薄膜。其制備方法為：步驟1：制備ITO感光溶膠膜；步驟2：將ITO感光溶膠膜置于雙光束激光曝光系統中；步驟3：對ITO感光凝膠膜表面進行照射；步驟4：在曝光后將該凝膠膜置于溶洗劑中，得到納米ITO圖形凝膠薄膜；步驟5：通過熱處理得到晶化的納米ITO圖形薄膜；步驟6：制備WO₃溶膠；步驟7：制備ITO?WO₃凝膠復合薄膜；步驟8：最后將該復合薄膜進行熱處理。本方法具有工藝簡單可控的特點，易制備出性能優秀的具有雙頻獨立調制的電致變色薄膜。

技術領域

本發明屬于透明半導體薄膜制備方法技術領域，具體涉及一種高性能雙頻獨立調制電致變色薄膜；本發明還涉及該高性能雙頻獨立調制電致變色薄膜的制備方法。

背景技術

電致變色玻璃因具有采光和隔熱的可調諧性，在建筑節能領域具有巨大的應用前景。國內也有很多相關專利，比如，申請號為201621391104.0的專利公開了一種具有高紅外反射的電致變色玻璃，其光學透過率可調，可根據人們對室內環境溫度的感知自主調整太陽光透過窗戶玻璃的光通量，達到智能調節室內環境溫度的效果。諸如此類的發明專利都有一個共同特點，即變色僅有兩種狀態：一種是可見光和近紅外光的透明態，另一種是可見光和近紅外光的阻隔態。只具有這兩種狀態的電致變色玻璃難以適應炎熱夏季室內作業要求，只有在某一狀態下同時擁有高可見光透過率和低近紅外透過率的玻璃才擁有采光和阻隔太陽輻射熱的雙重性能，顯然，具有這種性能的玻璃十分適合在炎熱夏季進行室內作業。申請號為201280036901.5的專利提出了一種鍍膜玻璃，可以滿足這一需求。所鍍薄膜由過渡金屬氧化物與寬禁帶半導體復合而成，采用專利中提出的制備方法獲得的鍍膜玻璃可以擁有三種狀態：可見、近紅外區透明態；可見、近紅外區阻隔態；可見透明但近紅外阻隔態。也即該電致變色玻璃擁有了雙頻(可見頻段、近紅外頻段)獨立調制能力。解決了傳統電致變色玻璃窗無法適應炎熱夏季室內作業的問題。該專利使用膠體化學技術制備這種鍍膜玻璃，工藝雖然精細，但納米級的顆粒在溶液中較難分散，容易團聚，特別是在大批量工業化生產中，這種團聚現象更加普遍，很難解決。此外，寬禁帶半導體納米晶在復合材料內部無序分布，其局域表面等離子耦合變色效應不強，最終導致這種復合材料的雙頻獨立調制能力有進一步提高的可能。

發明內容

本發明的目的是提供一種高性能雙頻獨立調制電致變色薄膜，納米ITO點陣/光柵均勻有序分布在非晶WO₃薄膜中，解決了納米晶ITO無序排列導致的變色能力不高的問題。

本發明的另一個目的是提供一種高性能雙頻獨立調制電致變色薄膜的制備方法，解決了納米顆粒團聚的問題，獲得高性能的電致變色鍍膜玻璃，而且可以大面積制膜、更加適合于產業化量產。

本發明所采用的技術方案是：一種高性能雙頻獨立調制電致變色薄膜，以ITO玻璃為基板，在基板上依次制備有圖形化的納米ITO凝膠薄膜、WO₃薄膜形成的ITO-WO₃復合薄膜。

本發明所采用的另一種技術方案是：一種高性能雙頻獨立調制電致變色薄膜的制備方法，具體步驟如下：

步驟1：將銦的氯化鹽/硝酸鹽、錫的氯化鹽、醇類及化學修飾劑混合，在50～70℃條件下，攪拌1～2h，得到ITO感光溶膠；然后將ITO感光溶膠鍍于ITO基板上，在70～90℃條件下烘干形成ITO感光凝膠膜；

步驟2：將ITO感光凝膠膜置于雙光束激光系統中曝光15～20min；

步驟3：將曝光后的ITO感光凝膠膜置于溶洗劑中溶洗，將未曝光部分溶洗去除，得到圖形化的納米ITO凝膠膜點陣/光柵；

步驟4：進行一定時間的熱處理后，得到圖形化的納米ITO點陣/光柵薄膜；