[发明专利]二氧化钒前驱液及其制备薄膜材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种二氧化钒前驱液及其制备薄膜材料的方 法。

背景技术

我国是一个能源短缺的国家，但是目前我国单位建筑面积能耗却是发达国家的2至3 倍，且我国建筑能耗的总量正呈逐年上升趋势。我国建筑能耗在能源总消费量中所占的比 例从上世纪七十年代末的10％，已上升到2007年的约30％。目前，我国正处于工业化和 城镇化快速发展阶段，每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米，超过所有发达国家 年建成建筑面积的总和，而95％以上是高能耗建筑。这些建筑在接下来几十年至上百年的 使用时间内，都要不断消耗大量能源。例如，因高耗能建筑比例大，单北方地区每年就多 耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元，多排二氧化碳52万吨。国家建设部科技司 研究表明，我国建筑耗能比例最终将上升至35％左右。如此庞大的比重，建筑能耗已经成 为我国社会经济可持续发展的沉重负担。

若能通过节能技术把日益增加的建筑能耗减少一半，进而逐步达到发达国家的能耗水 平，就可大大减小煤矿、电站等能源设施的建设规模，以及相应能耗所引起的污染和浪费， 这是解决能源危机和环境污染问题的有效方法之一。

玻璃窗作为建筑与外界进行能量交换的主要通道，对建筑节能起着决定性的作用。而 通过玻璃在建筑与外界之间进行的能量交换中，热辐射占据了主要的部分(58％)，因而节 能玻璃的主要任务是改变其热辐射性能。在节能玻璃设计上，目前主要的实现方式是低辐 射(Low-E)玻璃，但低辐射玻璃只能起到减少散热的作用，在冬季不能有效利用近红外波 段光对室内进行加热。为此科学家们提出了新的节能玻璃概念，它们的实现方式有：电致 变色(电敏)、气致变色(气敏)以及光致变色(光敏)。通过外界条件的激发，以上节能 玻璃均可实现对太阳光透光性的调节，但都存在不同程度的缺陷(参见专利申请号为 200510121424.4的中国专利中所述)。

二氧化钒是一种典型的温致变色材料，本征相变温度是68℃。在温度升高到相变温度 后，材料在极短时间内由单斜相转变为四方相。伴随相变，二氧化钒的物理性能发生突变。 例如，二氧化钒薄膜在保证可见光透光性基本不变的前提下，可实现近红外光透光性由高 透过向低透过的转变，同时薄膜的电阻率也会下降10²～10⁵数量级。而当温度降低时二氧 化钒又会发生完全可逆的相变，使薄膜的性能变为初始的低温状态，这样就可以循环实现 以上转变过程。同时二氧化钒的相变还可以由光辐射，电压等其它方式激发，从而使之可 以集成到现有及未来的电器元件上，在光学、电学、磁学等领域有着极为广阔的应用前景。 例如，在相变时二氧化钒薄膜具有很高的电阻温度系数，是非制冷红外探测器热敏电阻的 理想材料(参见专利公开号为CN1392286的中国专利中所述)，而伴随相变的光学性能突 变可以在保证可见光采光性的前提下完全智能地实现对引起热效应的近红外光调节，进而 可以制备节能玻璃(参见申请号为CN200510121424.4的中国专利中所述)。同时，二氧化 钒的相变温度可以通过掺杂或工艺控制进行调节，在不同温度点实现相变控制(参见T.D. Manning and I.P.Parkin，Atmospheric pressure chemical vapor deposition of tungsten doped vanadium(IV)oxide from VOCl₃，water and WCl₆.Journal of Materials Chemistry 2004，14，(16)， 2554-2559.及S.H.Chen；H.Ma；J.Dai and X.J.Yi，Nanostructured vanadium dioxide thin films with low phase transition temperature.Applied Physics Letters 2007，90，(10).)。