[發明專利]一種電化學變色器件

有效

• 申請號: 202110889439.4
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113703242B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 谷建民;徐銘;袁一鳴;屈年瑞;鐘金玲;王德松
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G02F1/1503
• 分類號: G02F1/1503
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 葛凡

本發明提供了一種電化學變色器件，其包括導電玻璃和變色材料，兩塊導電玻璃的導電層相對設置，且兩塊導電玻璃用絕緣物質隔開并用膠槍固定形成空腔，在空腔內填充有變色材料；變色材料為溶于有機良溶劑的鉛鹵化物溶液或鉛鹵化物鈣鈦礦溶液。對器件施加0?3.0V的外在電壓，能夠在無色和黑色之間轉變。本發明電化學變色器件具有很高的顏色對比度，可逆性好且較穩定，制備方法簡單快捷，成本較低。

技術領域

本發明涉及光學器件和電化學領域，特別涉及一種電化學變色器件。

技術背景

目前，器件變色的實現主要通過電致變色方法來實現。電致變色的可逆顏色變化是指響應外部施加電壓而發生的可逆的光學吸光/透射率變化，這種變化已經應用于光學開關、電子紙張、智能窗口、顯示器、數據存儲、軍事安全、光通信和熱控制。在電致變色系統的發展過程中，對三原色、紫色和品紅等不同的電致變色器件進行了大量的研究。近年來，黑色電致變色引起了人們的關注，因為它可以擴大電致變色技術的適用性。在黑色電致變色在顯示器(如電子書)中的多種應用中，無色到黑色的電致變色設備可以確保隱私，因為它們可以在適當的應用電壓下從完全無色狀態轉換到幾乎不透明的狀態。然而，由于在透過和有色狀態下完全反向吸收(透光率)的設計極其困難，在整個可見區域實現具有超高對比度的無色至黑色電致變色器件仍然是一個戰略挑戰。

迄今為止，主要使用以下策略來實現這一目標。最廣泛使用的實現無色到黑色轉換的策略是基于“顏色混合”原則，通過承載共混物或多層物來實現互補吸收。然而，除了這些系統的復雜性，更大的層數/電極可能導致器件失去透明度等問題或難以控制氧化還原電位。此外，通過結合扭曲結構、給體-受體設計和調整共軛發色團，合成了一種單體聚合物或共聚物來實現變色。然而，長共軛也顯示了低透光率，合成方法更復雜，容易產生副反應。厚的薄膜可以作為無色至黑色的材料，但在中性狀態下，厚薄膜的透光率較低。因此，開發一種全無色變色器件，特別是在無色到黑色領域，仍然是目前電致變色領域中最具挑戰性的問題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種隨施加電壓不同能夠在無色和黑色之間轉變的電化學變色器件，該變色器件在漂白狀態下可見光譜幾乎沒有吸收，具有在整個可見光譜內高的透過率，并且具有很好的光學對比度。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種電化學變色器件，其包括導電玻璃和變色材料，兩塊所述導電玻璃的導電層相對設置，且所述兩塊導電玻璃用絕緣物質隔開并用膠槍固定形成空腔，在所述空腔內填充有所述變色材料；所述變色材料為溶于有機良溶劑的鉛鹵化物溶液或鉛鹵化物鈣鈦礦溶液；對所述電化學變色器件施加外在電壓，能夠實現在無色和黑色之間轉變，施加電壓范圍為0-3.0V。

優選的，所述鉛鹵化物為PbBr₂,PbCl₂中的一種。

優選的，所述鉛鹵化物鈣鈦礦為CH₃NH₃PbBr₃。

優選的，所述變色材料的濃度為10-50mmol/L。

優選的，所述有機的良溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜和γ-丁內酯中的一種。

上述電化學變色器件的制備方法為：將一塊導電玻璃的導電面朝上并用絕緣膠帶在導電玻璃對稱的兩側邊緣位置墊出一定的高度，將另一塊導電玻璃的導電面朝下蓋在平鋪的第一塊導電玻璃之上，用膠槍將第二塊導電玻璃固定住，將變色材料通過兩側沒有絕緣膠帶的空隙注入到兩塊導電玻璃之間。

本發明與現有技術相比具有如下優點：