[发明专利]铝锂合金固态离子传导层及其制备方法与电致变色器件

说明书

本发明涉及铝锂合金固态离子传导层及其制备方法与所含该固态离子传导层的全固态电致变色器件。所述固态离子传导层的化学组成为铝锂合金Al_xLi，其中0＜x＜1。本发明的固态离子传导层廉价易得，可用于在电致变色器件的第一变色层与第二变色层之间传导锂离子实现电致变色，提高离子在两个变色层间的传导率和传导速度。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种固态离子导电层材料与其相应全固态电致变色器件以及制备方法、主要用于电致变色玻璃、移动体窗户及器件等应用领域。

背景技术

离子传导层根据薄膜材料的形态可以分为溶液型、凝胶型、固态型等。相比较于包含溶液型和凝胶型的电致变色器件因附着力差，易泄露的问题，固态离子传导层更加拥有研究价值。含有固态形式的离子传导层且薄膜构成全部为固体的电致变色器件称为全固体电致变色器件，通常包括阴极、第一变色层、离子传导层、第二变色层、介质层以及阳极。如图1所示，以往的全固体电致变色玻璃包括：基板100，依次设置于基板100上的第一导电层110、第一变色层120、离子传导层130、第二变色层140、介质层150、第二导电层160。

固态离子传导层材料由射频电源磁控溅射制备。且要求足够厚度和介质层来提高离子传导率。如：钽酸锂、钛酸镧锂、硅酸锂、铝酸锂、硅酸铝锂、铬酸锂、硫酸硼锂、钒酸锂或钽酸锂等。通常这种制备方法存在所需制备时间长，溅射率低，离子相互扩散流失等诸多问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种即使在较小厚度下也可避免阴极或阳极材料与变色层之间的互扩散引起的变色层中的离子的流失，提高离子在两个变色层间的传导率和传导速度的固态离子传导层及其制备方法、以及含该固态离子传导层的全固态电致变色器件。

第一方面，本发明提供一种固态离子传导层，所述固态离子传导层的化学组成为铝锂合金Al_xLi，其中0＜x＜1。

本发明的固态离子传导层廉价易得，可用于在电致变色器件的第一变色层与第二变色层之间传导锂离子实现电致变色，提高离子在两个变色层间的传导率和传导速度，加快电致变色器件的响应时间，即使在较小厚度下也可避免阴极或阳极材料与变色层之间的互扩散引起的变色层中的离子的流失，稳定性高，可用在汽车防炫后视镜、汽车顶峰窗户以及侧面窗户、节能建筑玻璃、其他移动体车窗上、显示屏、电子纸、隐身伪装等领域。

较佳地，所述固态离子传导层为透明膜层，优选地，所述固态离子传导层的透过率在90％以上。

较佳地，所述固态离子传导层的表面方阻不小于100kΩ/m²。

较佳地，所述固态离子传导层的厚度在10～500nm，优选10～100nm。

第二方面，本发明提供上述固态离子传导层的制备方法，使用铝锂合金为靶材以直流电源磁控溅射制备，其中，本底真空为1×10-4～5×10^-2Pa，优选为5×10^-4～5×10^-3Pa，基底温度为0～200℃，优选20～70℃，镀膜时间为20s～1h，工作气压为0.5～5Pa，优选为1Pa～3Pa，溅射工作气氛为氩气，溅射功率密度为0.5～3.0W/cm²。

第五方面，本发明提供一种全固态电致变色器件，其包括基板；以及依次设置于所述基板上的第一导电层、第一变色层、上述固态离子传导层、第二变色层、第二导电层。

本发明的全固态电致变色器件含有由铝锂合金AlxLi构成的透明膜层作为固态离子传导层，可提高离子传导率及离子传导速率，即使在较小厚度下也可避免阴极或阳极材料与变色层之间的互扩散引起的变色层中的离子的流失，稳定性高，可用在汽车防炫后视镜、汽车顶峰窗户以及侧面窗户、节能建筑玻璃、其他移动体车窗上、显示屏、电子纸、隐身伪装等领域。