[發明專利]一種鐵離子電解質的氧化鎢基多彩電致變色器件及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202210384729.8
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114839818A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 方華靖;伍玲琦
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G02F1/1524
• 分類號: G02F1/1524;G02F1/153;G02F1/155;G02F1/163;G02F1/15
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種鐵離子電解質的氧化鎢基多彩電致變色器件及其制備方法與應用，包括由上至下依次設置的透明導電基底、氧化鎢電致變色層、含鐵離子有色電解質層、氧化鎳對電極層和透明導電基底，其中，含鐵離子有色電解質層和氧化鎢電致變色層顏色疊加可形成多彩電致變色器件。本發明通過引入有色電解質，擴展氧化鎢基電致變色材料的變色范圍，該電致變色器件結構簡單、制備容易且成本低。

技術領域

本發明涉及電致變色技術領域，具體涉及一種鐵離子電解質的氧化鎢基多彩電致變色器件及其制備方法與應用。

背景技術

電致變色是指電活性材料在交變電場下發生光學性質(包括透過率、吸收率、反射率)可逆變換，從而實現器件透明度及顏色的變化，材料的光譜調制能力不僅在可見光范圍內，在紅外和紫外區域也能有較好的調節作用?；陔娭伦兩骷Σ煌獠ǘ蔚撵`活調控的特點，其在光電節能環保領域具有廣闊的應用前景。目前為止，電致變色器件在汽車防眩暈后視鏡與節能窗方面具有最成熟的應用，此外在低能耗顯示、紅外隱身、衛星熱控等方面也都有一定應用前景。

然而，在目前的電致變色產品中，變色種類較為單一，基本只依靠電致變色層的光學性質變化來實現顏色及透明度的變化。氧化鎢作為研究最為廣泛深入的一類無機電致變色材料，在無色透明電解質及外加電場作用下僅能實現無色到藍色的顏色變化，單調的顏色變化限制了其應用范圍。對器件進行結構設計與優化能夠改善氧化鎢變色單一的缺陷，實現多彩變化，拓展其應用范圍。

發明內容

為了克服電致變色器件可切換顏色種類較少的問題，本發明提出一種鐵離子電解質的氧化鎢基多彩電致變色器件及其制備方法與應用，通過引入有色電解質，擴展氧化鎢基電致變色材料的變色范圍，該電致變色器件結構簡單、制備容易且成本低。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種鐵離子電解質的氧化鎢基多彩電致變色器件，包括由上至下依次設置的透明導電基底、氧化鎢電致變色層、含鐵離子有色電解質層(電致變色層與電解質直接接觸，確保鐵離子能夠跨界面傳輸)、氧化鎳對電極層和透明導電基底，其中，含鐵離子有色電解質層和氧化鎢電致變色層顏色疊加實現多彩電致變色。

一種鐵離子電解質的氧化鎢基多彩電致變色器件的制備方法，包括以下步驟；

1)制備氧化鎢基電致變色層；

2)制備氧化鎳對電極層；

3)配置鐵離子電解質溶液；

4)組裝制備基于鐵離子電解質的氧化鎢基電致變色器件。

所述步驟1)的具體操作詳細工藝參考前期專利【CN110590180B】。

所述步驟2)的具體操作為：

將FTO玻璃用去離子水、丙酮、酒精依次進行清洗并于室溫晾干；

配置氧化鎳前驅體：將0.1-2g氯化鎳、0.05-0.5g檸檬酸和2-20g乙醇混合并充分攪拌得到氧化鎳前驅體；

氧化鎳前驅體采用溶膠-凝膠法旋涂于FTO玻璃上，具體步驟為：取10-200μL氧化鎳前驅體滴于FTO玻璃表面，旋涂參數為轉速2000-3000r/min，旋涂時間3-10s，旋涂結束后放置于100-250℃加熱板上進行5-10min烘干，隨后轉移至300-400℃加熱板加熱30-60min，冷卻至室溫后即得氧化鎳對電極層。

所述步驟3)的具體操作為：

取無水氯化鐵溶解于有機溶劑(如乙二醇，丙三醇，乙腈等)，攪拌30min-5h至完全溶解，得到0.6mM-3M氯化鐵電解液。

所述步驟4)的具體操作為：