[發(fā)明專利]一種快速響應(yīng)的氧化鎳電致變色薄膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211480401.2
• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115745418A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊曄;樓其村;王雪琦;戶其釗;宋偉杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: C03C17/245
• 分類號: C03C17/245;C03C17/34;G02F1/1523
• 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

1.一種快速響應(yīng)的氧化鎳電致變色薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.氧化鎳薄膜的沉積

采用磁控濺射技術(shù)，以共摻雜M_xT_yNi_zO為陰極靶材，在透明玻璃基體表面沉積形成氧化鎳薄膜，其中，第一摻雜元素M包括鋅、錫、硅中的至少一種，第二摻雜元素T包括鋁、鎢、鈮中的至少一種，x∶y∶z＝(0.01～0.2)∶(0.4～0.7)∶1；

S2.氧化鎳薄膜的退火工藝處理

將S1制備得到的所述氧化鎳薄膜進行高溫快速退火工藝處理，得到氧化鎳電致變色薄膜；

其中，所述氧化鎳電致變色薄膜呈標(biāo)準(zhǔn)的立方相結(jié)構(gòu)，表面平滑具有均勻分布的微孔結(jié)構(gòu)，在電致變色過程中，所述微孔結(jié)構(gòu)為鋰離子的快速移動提供通道和反應(yīng)位點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)的氧化鎳電致變色薄膜的制備方法，其特征在于，S2中，所述高溫快速退火工藝包括在空氣氣氛下，所述氧化鎳薄膜以20～80℃/s的升溫速率升溫至500～700℃后，保溫2～8min；再以40～80℃/s的降溫速率冷卻至室溫，得到所述氧化鎳電致變色薄膜；其中，所述降溫速率不低于所述升溫速率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)的氧化鎳電致變色薄膜的制備方法，其特征在于，S1中，以惰性氣體和氧氣的混合氣體為工作氣體；所述惰性氣體為氬氣；氧氣∶氬氣的體積比為(0.01～0.2)∶1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)的氧化鎳電致變色薄膜的制備方法，其特征在于，S1中，所述磁控濺射技術(shù)包括：濺射方式為射頻濺射或者中頻濺射，基體溫度為25～200℃，反應(yīng)腔室本底真空度為1.0×10^-3～1.0×10^-1pa，濺射氣壓為0.4～2.0Pa，濺射功率密度為2.2～6.6W/cm²，沉積時間為15～40min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速響應(yīng)的氧化鎳電致變色薄膜的制備方法，其特征在于：所述基體包括透明導(dǎo)電玻璃，包括ITO、FTO、AZO、GZO導(dǎo)電玻璃中的任意一種。

6.一種快速響應(yīng)的氧化鎳電致變色薄膜，采用如權(quán)利要求1-5任一項所述的快速響應(yīng)的氧化鎳電致變色薄膜的制備方法制備得到。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速響應(yīng)的氧化鎳電致變色薄膜，其特征在于，所述氧化鎳電致變色薄膜的厚度為100～300nm；和/或，所述氧化鎳電致變色薄膜在波長為550nm條件下，褪色態(tài)的透過率在92％以上，光學(xué)調(diào)制幅度在22％以上，電荷容量在8.7mC·cm^-2以上；和/或，所述氧化鎳電致變色薄膜著色響應(yīng)時間低至3.5s，褪色響應(yīng)時間低至1.5s，電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性高于3000圈。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的氧化鎳電致變色薄膜在制備電致變色器件中的用途。

9.一種離子儲存層，其特征在于，包括如權(quán)利要求7或8所述的氧化鎳電致變色薄膜。

10.一種電致變色器件，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的離子儲存層。