[发明专利]一种全薄膜电致变色智能窗

权利要求书

1.一种采用薄膜电解质材料的全薄膜电致变色智，其特征在于：采用可见光光透射率高、热稳定性好、价格低廉的LiAlO₂薄膜作为电致变色智的电解质层材料；在透明导电玻璃上用磁控溅射方法连续沉积多层薄膜构成电致变色智。具体的制备工艺步骤如下：

(1)LiAlO₂原料的制备

首先将Al₂O₃放入去离子水中，在容器中搅拌分散成均匀的料浆，加热至80℃，然后将化学计量的LiOH·H₂O(LiOH·H₂O与Al₂O₃的摩尔比为2∶1)缓慢地加入反应容器中，80℃持续搅拌混和均匀2h后，将混合浆料放入水热反应釜中150℃保温保压处理3h得到原始浆料，将原始浆料置于干燥箱内80℃左右烘干，制成初始原料

(2)靶材的制备

将制备LiAlO₂原料在玛瑙研钵中研磨，加入少量的聚乙烯醇，用直径为60mm的模具冷压成型，以100℃热处理，使聚乙烯醇分解挥发，之后以650℃在空气中烧结5h，得到LiAlO₂陶瓷靶材。

(3)基片的准备

将购买的ITO导电玻璃切割为2×2cm的基片，把切好的基片先在丙酮中超声清洗1小时，然后用无水乙醇超声清洗1小时，最后在去离子水中超声清洗1小时，得到备用的ITO基片。把基片装在磁控溅射系统的样品托上。

(4)抽真空

打开溅射成膜腔，将制备的LiAlO₂靶材安装在射频溅射靶位上，把装有基片的样品托装在可旋转的样品架上，关闭溅射腔，抽真空到1×10^-5Pa。

(5)LiAlO₂离子导电薄膜材料的沉积

通过质量流量计在真空镀膜室中通入Ar和O₂，调节各项参数，用循环水冷却基片，循环水温度为10℃，预溅射30分钟，然后开始在ITO基片上沉积LiAlO₂薄膜，具体参数如下：

革巴材：LiAlO₂陶瓷革巴

溅射类型：射频溅射

靶-基距：4cm

气体流量：Ar 90sccm，O₂10sccm

沉积气压：0.8Pa

基片温度：12℃

溅射功率：70W

薄膜厚度：200nm

(6)停机，待溅射镀膜室升到室温时取出样品，得到LiAlO₂锂离子导电薄膜材料。

2.本发明中所制备的LiAlO₂靶材直径为60mm的圆形靶，厚度为2-3mm。预溅射的目的是清除靶表面的杂质。

3.本发明中制备的LiAlO₂薄膜材料为非晶结构，其厚度为200nm，其在可见光波段的平均透射率为97.0％。

4.将LiAlO₂薄膜作为全薄膜电致变色智能窗的离子导电层材料，制备全薄膜电致变色智能窗元件，其结构为Glass/ITO/WO₃/LiAlO₂/Ni_xO/ITO，其中基底为Glass/ITO(ITO导电玻璃)，WO₃作为阴极电致变色层材料，LiAlO₂作为离子导电层材料，Ni_xO作为互补电致变色层材料，ITO作为顶层透明导电材料。

5.以LiAlO₂薄膜作为离子导电层材料，制备的全薄膜电致变色智能窗元件(Glass/ITO/WO₃/LiAlO₂/Ni_xO/ITO)，其初始颜色为淡棕色，通过在WO₃上加上-3V的电压后，元件整体转变为蓝色，把电压的极性反转，也就是在WO₃上加上+3V的电压后，元件整体被漂白，呈现透明状。着色-漂白的转变可以多次重复，并且稳定性很好。

6.以LiAlO₂薄膜作为离子导电层材料，制备的全薄膜电致变色智能窗元件(Glass/ITO/WO₃/LiAlO₂/Ni_xO/ITO)，其在漂白态下具有较高的可见光平均透射率，达到61.0％，并且在可见光的透射率调制范围为40.8％，表现出较好的电致变色性能。