[发明专利]一种以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及电致变色器件技术领域，具体为一种以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件及其应用。

背景技术

电致变色现象是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的化学变化的现象，在外观上表现为颜色或透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料,利用这种材料制备成的具有可控变色功能的器件被称为智能或电致变色器件(electrochromic device,ECD)。由于能够在外加电场下改变自身的反射率、透过率、吸收率，所以电致变色器件能够选择性地调节外界热辐射和阻止内部热向外扩散，因此电致变色器件能够作为一种控温装置来使用。与此同时，由于能够在外加电场的作用下改变自身的颜色，所以电致变色器件也能够作为显示器使用。五氧化二钒作为唯一一种同时能够阳极变色(黄色)和阴极变色(绿色)的材料，其在电致变色器件领域表现出非常大的优势。但是，传统方法制备的五氧化二钒都是以粉末的形式存在，在制备成电极的过程中需要采用刮膜的方法将五氧化二钒粉末刮涂至透明导电玻璃表面(如FTO)，工艺复杂；另外，传统在构建电致变色器件时，并未考虑到整个电致变色器件变色的过程中，五氧化二钒变色过程与另一电极电致变色材料颜色的匹配性问题，照成颜色对比度不明显。

发明内容

本发明要解决传统方法制备的五氧化二钒都是以粉末的形式存在，制备电极的过程工艺复杂；另外，传统在构建电致变色器件时，五氧化二钒变色过程与另一电极电致变色材料颜色的匹配性差，造成颜色对比度不明显的问题，而提供的一种以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件及其应用。

一种以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件，包括：工作电极、对电极和电解质层，其中，工作电极由透明导电FTO玻璃基板和沉积于其上的五氧化二钒薄膜组成；对电极由透明导电FTO玻璃基板和沉积于其上的聚3,4-乙撑二氧噻吩薄膜组成；电解质层处于工作电极和对电极之间。

一种以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件作为控温装置在建筑物的智能窗中的应用；或者一种以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件作为变色装置在显示器装置中的应用。

本发明的有益效果是：本发明采用聚苯乙烯胶体晶体为模板制备三维有序大孔结构的五氧化二钒薄膜，其直接生长于透明导电玻璃的表面。另外，三维有序大孔结构极大地提高了五氧化二钒的电致变色性能。采用聚3,4-乙撑二氧噻吩与五氧化二钒相匹配，在工作电极的五氧化二钒处于阳极电压下呈现黄色的状态下，对电极的聚3,4-乙撑二氧噻吩正好表现为蓝色，蓝色为黄色的互补色，颜色对比明显；在工作电极的五氧化二钒处于阴极电压下呈现绿色的状态下，对电极的聚3,4-乙撑二氧噻吩正好表现为透明状态。从而这样的颜色匹配能够极大的提高整个电致变色器件的颜色对比度。

本发明制备的以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器用于建筑物的智能窗和显示器装置中。

附图说明

图1为实施例一所述胶体晶体模板的扫描电镜照片；图2为以胶体晶体为模板，电沉积获得三维有序大孔结构五氧化二钒工艺示意图；图3为三维有序大孔结构的五氧化二钒薄膜的扫描电镜照片；

图4为实施例一以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件的结构示意图；

图5为实施例一以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件的实物图；

图6为实施例一以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件在阳极状态下的实物图如所示；图7为在阴极状态下的实物图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式一种以聚3,4-乙撑二氧噻吩和五氧化二钒为电致变色电极材料的电致变色器件包括：工作电极、对电极和电解质层，其中，工作电极由透明导电FTO玻璃基板和沉积于其上的五氧化二钒薄膜组成；对电极由透明导电FTO玻璃基板和沉积于其上的聚3,4-乙撑二氧噻吩薄膜组成；电解质层处于工作电极和对电极之间。