[發明專利]VO2

有效

• 申請號: 202210081310.5
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114394765B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 宗海濤;胡強;李明;喬文濤;閆玲玲;蔡紅新;卞琳艷
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C03C17/245
• 分類號: C03C17/245;C03C17/36;C23C14/28;C23C14/08;C23C14/14;B82Y40/00;G02F1/01
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理有限公司 11457
• 代理人: 黃云鐸

本發明涉及一種VOsubgt;2/subgt;基熱致變色復合薄膜及其應用。該VOsubgt;2/subgt;基熱致變色復合薄膜包括：第一熱致變色功能層(5)、第二熱致變色功能層(3)以及第三熱致變色功能層(1)，其中，所述第一熱致變色功能層(5)、第二熱致變色功能層(3)以及第三熱致變色功能層(1)彼此間隔預定時間，順序形成在目標基底上。本發明提供了一種低成本、高性能的熱致變色復合薄膜。本發明還通過工藝地改進，成功將Mo納米粒子應用到熱致變色薄膜體系中，提升了樣品性能，大幅度降低了熱致變色功能膜的成本，使得熱致變色功能膜的規模化生產更近了一步。

技術領域

本發明屬于透明功能薄膜技術領域，具體涉及一種VO₂基熱致變色復合薄膜及其應用。

背景技術

用于溫控智能窗的透明功能薄膜由于其較高的透明度和溫控特性而被廣泛應用于智能家居領域。二氧化釩(VO₂)是常見的智能窗介質其具有高的介電常數、折射率、熔點和化學穩定性等。目前熱致變色智能窗使用的透明功能薄膜以VO₂為主要功能層，通過調節穿過薄膜的紅外輻射量達到對室內環境的自動控溫效果。對于VO₂薄膜而言，單層薄膜的制備相對簡便，但是其熱致變色性能往往不如人意；一些精心制備的薄膜雖然在可見光區的透過率都比較高(可達到75％以上)，并且在調控能力上有了一定的成果，可是受限于制備的步驟較為繁瑣而不利于大規模生產，對其在智能窗領域的應用有較大的限制作用。雖然通過加入緩沖層和增頭層設計多層結構相對傳統的方法可以通過實現界面結構的更好匹配以提升一些原本較低的性能，并且能維持薄膜的穩定性，但是多層膜制備工藝往往更加復雜，制備出的薄膜往往很難實現可見光透過率和太陽能調節效率的同步提高，難以達到高性能和低成本之間的平衡。

基于金屬納米粒子的局域等離子體振蕩(LSPR)效應，可以通過在VO₂薄膜中嵌入金屬納米顆粒，調控其在特定波長范圍內的光學透過性能，從而有效改善VO₂薄膜的熱致變色性能。與傳統的單層VO₂薄膜相比，金屬納米粒子嵌入VO₂多層結構中將會顯著改變所形成的復合薄膜的透射光譜(尤其是在高溫條件下)，在原理上與插入緩沖層和增加減反層有明顯不同，制備工藝也更加簡便。

截止目前，人們對其形成的金屬納米LSPR體系進行了大量的研究。可惜的是，關于VO₂薄膜LSPR效應的研究大多集中在Au、Ag等貴金屬，雖然摻入這些貴金屬后樣品的LSPR性能非常優異，但其智能窗性能卻沒有得到明顯改善，同時貴金屬本身高昂的價格限制了其實際應用。目前，除了Au、Ag、Pt等貴金屬之外，其他非貴金屬類的金屬材料在熱致變色薄膜材料中的作用還未見報道，非貴金屬顆粒在VO₂熱致變色薄膜中的可控制備是業界尚未解決的一個難題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，而提供一種制備簡單、性能優良的熱致變色復合薄膜。

一方面，本發明提供了一種三層構造的VO₂/VO₂/VO₂三層膜，其包括：第一熱致變色功能層(5)、第二熱致變色功能層(3)以及第三熱致變色功能層(1)，其中，所述第一熱致變色功能層(5)、第二熱致變色功能層(3)以及第三熱致變色功能層(1)彼此間隔預定時間，順序形成在目標基底上。

另一方面，本發明提供了一種在三層膜基礎上嵌入了Mo納米顆粒以改善VO₂復合薄膜熱致變色性能。

本發明的嵌入金屬Mo納米粒子的VO₂基熱致變色復合薄膜可以在幾乎不影響綜合性能的前提下，大幅度降低成本和制備的難度，并提升薄膜的熱致變色性能。

本發明采用如下技術方案：

一種VO₂基熱致變色復合薄膜，其特征在于，所述VO₂基熱致變色復合薄膜包括：