[发明专利]一种有效调制中红外透射率的电致变色薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有效调制中红外透射率的电致变色薄膜，铝掺杂氧化锌纳米阵列薄膜，其中格点直径为500～2000nm、孔阵深度为10～50nm、孔阵周期为1000～5000nm、调制波段在2～8μm的中红外区。该薄膜能够解决现有电致变色材料难以有效调制中红外辐射热的问题。其制备方法为：步骤1，配制含Zn‑Al元素的复合溶胶；步骤2，提拉制备凝胶薄膜；步骤3，将AZO感光凝胶膜基片置于四光束激光干涉系统中曝光；步骤4，将曝光后的AZO感光凝胶膜基片置于溶洗剂中溶洗，将未曝光部分溶洗去除，得到具有纳米孔阵的AZO凝胶膜；步骤5，将具有纳米孔阵的AZO凝胶膜基片放置于马弗炉中退火处理，即得。

技术领域

本发明属于电致变色薄膜制备技术领域，具体涉及一种有效调制中红外透射率的电致变色薄膜；本发明还涉及该种有效调制中红外透射率的电致变色薄膜的制备方法。

背景技术

电致变色材料是指在交替的高低或正负外电场的作用下，可在低透射率的着色状态和高透射率的褪色状态之间发生可逆变化的一种新型智能材料，已成为节能智能窗的核心部分。当前，市售的窗户玻璃中，氧化钨薄膜是最常见的电致变色涂层。氧化钨主要是对可见(380～780nm)和近红外(780～2500nm)透过率同时进行调制。其它传统的电致变色材料比如Nb₂O₅、NiO、V₂O₅也都具有这种性质。等离子体电致变色纳米粒子薄膜是近年来发展起来的有效调制近红外透射率的电致变色薄膜。锡掺杂氧化铟(ITO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化锡(ATO)等透明导电材料均属于有效调制近红外透射率的电致变色薄膜。由此可见，大多数电致变色薄膜都只能有效调制可见-近红外的透射率而不能有效调制中红外(2000～8000nm)透射率，进而影响了电致变色薄膜的节能效果。若找到一种可有效调制中红外透射率的电致变色薄膜，将这种薄膜应用于建筑镀膜节能玻璃领域，可以有效调制中红外辐射热，并将其作为建筑节能材料广泛推广与应用，将增加居住环境的舒适性与科技感，解决现有电致变色材料难以有效调制中红外辐射热的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效调制中红外透射率的电致变色薄膜，铝掺杂氧化锌(AZO)纳米阵列薄膜，能够解决现有电致变色材料难以有效调制中红外辐射热的问题。

本发明的另一个目的是提供一种有效调制中红外透射率的电致变色薄膜的制备方法，该方法能够大面积制膜、适合于产业化量产。

本发明所采用的技术方案是：一种有效调制中红外透射率的电致变色薄膜，以钠钙玻璃为基板，在基板上覆盖有铝掺杂氧化锌纳米阵列薄膜，其中格点为圆孔，阵列为规则排列的孔阵。

本发明的特征在于，

圆孔直径为500～2000nm、孔阵深度为10～50nm、孔阵周期为1000～5000nm、调制波段在2～8μm的中红外区。

本发明所采用的另一种技术方案是：一种有效调制中红外透射率的电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，配制含Zn-Al元素的复合溶胶C；

步骤1.1，配制含Zn元素的溶胶A：其配制过程为，将苯甲酰丙酮与无水乙醇混合，室温搅拌至其溶解，再加入醋酸锌，在空气中于45～60℃搅拌2小时，获得透明澄清溶胶A；

步骤1.2，配制含Al元素的溶胶B：其配制过程为，将异丙醇铝与无水乙醇混合，并于室温搅拌至其溶解，得到澄清的溶胶B；

步骤1.3，将溶胶A和溶胶B在室温下混合，搅拌1小时，即得澄清的含有Zn-Al元素的复合溶胶C；

步骤2，提拉制备凝胶薄膜；