[發(fā)明專利]熱電雙響應(yīng)型變色智能光學(xué)組件、其制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010877218.0
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111812906B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王泳娟;賀強(qiáng);周鈺明;卜小海;仲洋洋;張一衛(wèi);何曼;鮑杰華
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G02F1/1516
• 分類號: G02F1/1516;G02F1/153;G02F1/163
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本申請公開了一種熱電雙響應(yīng)型變色智能光學(xué)組件、其制備方法及應(yīng)用。所述光學(xué)組件包括依次疊設(shè)的第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、熱致變色層和第二透明導(dǎo)電層，該熱致變色層包含與電致變色層配合的電解質(zhì)，該第一透明導(dǎo)電層還與一導(dǎo)電納米線陣列的一端電性結(jié)合，該導(dǎo)電納米線陣列的另一端連續(xù)穿過電致變色層后進(jìn)入熱致變色層且與第二透明導(dǎo)電層無直接接觸，該導(dǎo)電納米線陣列包括多根垂直于第一透明導(dǎo)電層設(shè)置的導(dǎo)電納米線，各導(dǎo)電納米線表面還結(jié)合有離散分布的多個(gè)導(dǎo)電聚合物結(jié)晶體。所述光學(xué)組件能在低電壓驅(qū)動和溫度變化時(shí)迅速變色，具有響應(yīng)速度快，變色性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有近紅外光調(diào)制的特性，可靠性高，對環(huán)境耐受性好，使用壽命長。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種變色光學(xué)器件，具體涉及一種熱電雙響應(yīng)型變色智能光學(xué)組件、其制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

電致變色（Electrochromics,EC）是材料在外加電場的作用下光學(xué)性能發(fā)生可逆變化的現(xiàn)象。電致變色器件（Electrochromic devices，ECD）因其能耗低、變色效果好等優(yōu)點(diǎn)而有望在建筑窗戶、汽車防眩光后視鏡、顯示設(shè)備、眼鏡、汽車天窗以及航天器等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

已知的電致變色材料一般分為三種，即無機(jī)電致變色材料（一般是過渡金屬氧化物）、有機(jī)單分子變色材料（如普魯士藍(lán)、紫羅精、金屬酞菁類化合物等）以及導(dǎo)電高分子材料（如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等）。三氧化鎢（WO₃）作為一種無機(jī)電致變色材料，具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、與基底結(jié)合力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但存在顏色變化單一和變色緩慢的缺點(diǎn)。相比而言，聚苯胺（polyaniline，PANI）則具有顏色豐富、變色迅速、柔韌性好并且可通過分子設(shè)計(jì)方式優(yōu)化等特點(diǎn)，但是聚苯胺具有相對較低的化學(xué)穩(wěn)定性（相比無機(jī)材料而言）以及很差的加工性能等缺陷。

近年來，有多名研究人員嘗試將WO₃等金屬氧化物與聚苯胺等有機(jī)材料復(fù)合制備無機(jī)-有機(jī)復(fù)合電致變色器件，雖然其在一定程度上集成了無機(jī)電致變色材料與有機(jī)電致變色材料的部分優(yōu)點(diǎn)，但仍存在一些不足，例如，所獲電致變色器件的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，電致變色性能不理想，對電信號響應(yīng)速度仍較慢等，因此仍有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的主要目的在于提供一種熱電雙響應(yīng)型變色智能光學(xué)組件、其制備方法及應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本申請采用的技術(shù)方案包括：

本申請實(shí)施例提供了一種熱電雙響應(yīng)型變色智能光學(xué)組件，其包括沿設(shè)定方向依次設(shè)置的第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、熱致變色層和第二透明導(dǎo)電層，所述熱致變色層包含與電致變色層配合的電解質(zhì)，所述第一透明導(dǎo)電層還與一導(dǎo)電納米線陣列的一端電性結(jié)合，所述導(dǎo)電納米線陣列的另一端連續(xù)穿過電致變色層后進(jìn)入熱致變色層且與第二透明導(dǎo)電層無直接接觸，所述導(dǎo)電納米線陣列包括多根垂直于第一透明導(dǎo)電層設(shè)置的導(dǎo)電納米線，所述導(dǎo)電納米線表面還結(jié)合有離散分布的多個(gè)導(dǎo)電聚合物結(jié)晶體。

在一些實(shí)施方式中，所述電致變色層包括依次形成在第一透明導(dǎo)電層上的第一電致變色層、第二電致變色層，所述第一電致變色層包括聚苯胺層，所述第二電致變色層包括相互交織的多根氧化鎢納米線。

在一些實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電納米線包括碳納米管，所述導(dǎo)電聚合物結(jié)晶體包括聚苯胺結(jié)晶體。

在一些實(shí)施方式中，所述熱致變色層包括微凝膠電解質(zhì)，所述微凝膠電解質(zhì)含有溶劑、羥丙基纖維素和高氯酸鋰。

本申請實(shí)施例還提供了一種智能窗，其包括所述的熱電雙響應(yīng)型變色智能光學(xué)組件。

本申請實(shí)施例還提供了一種制備所述熱電雙響應(yīng)型變色智能光學(xué)組件的方法，其包括：

在第一透明導(dǎo)電層上設(shè)置導(dǎo)電納米線陣列，并使所述導(dǎo)電納米線陣列的一端與第一透明導(dǎo)電層直接結(jié)合；