[发明专利]一种含氧氢化钇光致变色薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含氧氢化钇光致变色薄膜及其制备方法，所述薄膜由YH_xO_y层和位于所述YH_xO_y层表面的Pd层组成，其中，1＜x＜4，1＜y＜10。本发明的薄膜透光率高、且光学性能可逆、应用领域广。

技术领域

本发明属于玻璃调光技术领域，尤其涉及一种无机光致变色薄膜及其制备方法。

背景技术

我国是世界能源消耗大国，不仅建筑能源消耗大，而且能源利用率低。据估计，建筑能耗一般占据了社会总能耗的三分之一，同时，建筑用能对世界温室气体排放的贡献率高达25％，所以节能减排是节能的重中之重，而节能减排必须优先考虑建筑节能。资料显示建筑能耗50％是通过玻璃窗进行的，玻璃窗是建筑和外界光热交换的主要通道。因此，开发一种新型智能窗成为实现建筑节能及减少温室气体排放的关键。

目前，已经应用或研究的智能窗大致分为两类。一类是光学性能固定的节能窗，主要以LOW-E玻璃为例，其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，具有优异的隔热效果和良好的透光性，但缺点是一旦产品制成，不能动态调节其光学状态，只适用于单个季节，难以适应我国四季分明的气候。另一类则可以动态调节其光学状态，被称为“智能型节能玻璃”。这一类节能窗按变色原理不同可以分为电致变色，热致变色，气致变色以及光致变色等。电致变色材料需要外界施加电压，且结构复杂，制备要求高。热致变色材料需要改变环境温度。气致变色材料需要在氢气的辅助下才能完成双向调节。而光致变色材料则是指化合物A受到波长h₁的光照时可通过特定的化学反应生成结构和光谱性能不同的产物B而在波长为h₂的光照或者热的作用下又可逆的生成了化合物A的现象。

早在1867年TerMer首次发现具有光致变色性能的二硝基甲烷钾盐以来，光致变色材料的研究与应用得到了广泛的关注。人们不断研究出了多种有机和无机光致变色材料。但是无机光致变色材料相比于有机光致变色材料受到了较低的关注且一直被已知的几个无机光致变色材料所限制着，如过渡金属氧化物、金属卤化物、稀土配合物等。

含氧氢化钇是近几年才被发现有光致变色性能的一种新型材料，且逐渐受到了国内外有关研究人员的关注。与其他无机光致变色薄膜相比较，其光照前后透光率变化更明显，制备工艺简单等特点。在光照之前薄膜透光率在全光谱(250-2600nm)范围内最高达到90％左右，淡黄色的半透明薄膜。当光照一段时间后，薄膜由淡黄色变为灰黑色，且可见及近红外区透光率大大降低。如果把光照后的薄膜放在黑暗处放置一段时间又可以恢复最初的状态，且这种改变是可逆的。此类薄膜性能主要被薄膜材料光照前后全光谱内透光率差值和薄膜光致变色循环寿命所限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无机光致变色薄膜，即含氧氢化钇光致变色薄膜，及其制备方法，该无机光致变色薄膜能够增加薄膜光照前后透光率差值。

在此，本发明提供一种含氧氢化钇光致变色薄膜，所述薄膜由YH_xO_y层和位于所述YH_xO_y层表面的Pd层组成，其中，1＜x＜4，1＜y＜10。

本发明的光致变色薄膜最初状态是浅黄色的半透明薄膜，在光照后，其可见及近红外区透光率大大降低，变成灰黑色状态。在黑暗中放置一段时间后又变回最初状态。因此该薄膜随着环境光照强度可逆变换其光学状态。

本发明的薄膜在单层含氧氢化钇薄膜(YH_xO_y层)表面还有一层Pd，能够增加薄膜光照前后透光率差值，Pd作为催化层促进了薄膜光照前后光学状态的可逆変化。该薄膜在光照一段时间后其可见光和近红外区透光能够降低60％，相比于单层含氧氢化钇薄膜光照前后全光谱内透光率差值明显提高。本发明的含氧氢化钇光致变色薄膜可用于建筑节能玻璃，汽车，航空航天，电子及光学器件(例如隐身伪装技术及全波段光谱调控光学器件)等领域。