[发明专利]一种自供能电致变色薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种自供能电致变色薄膜及其制备方法和应用，本发明通过将WO₃薄膜和聚3，4‑(2，2‑二甲基丙烯二氧基)噻吩薄膜覆在同一个基底上得到自供能电致变色薄膜；结果发现，通过该薄膜制备的电致变色器件的响应时间快，器件在着色之后褪色所需的时间缩短为15.5s。不仅相对于无催化材料的WO₃自供能器件褪色时间大大减少了，相对于利用铂做催化材料的器件所需的褪色时间25.7s，也有一定的优势。且器件在200次的循环后，性能依然可以维持稳定，褪色时间仅仅延长至22.0s。且该器件在太阳光下除能产生供自身变色的电荷以外，同时还具有对外做功的能力，表现出了一定的光学转换效率。

技术领域

本发明涉及电致变色材料领域，尤其涉及一种自供能电致变色薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

利用太阳能等新型能源取代传统的不可再生能源，自上世纪中叶以来一直是全世界科研工作者所为之努力的方向。经典的电致变色器件可以通过在外加电压的影响下使材料的光学属性发生稳定可逆的变化。WO₃因其具有良好稳定的光学调制性能，如WO₃电致变色器件在着色状态时可以阻隔大量的可见光与红外光，褪色状态时，太阳光可以进入室内，带来光明与热量，而一直是被最为广泛研究的电致变色材料。

自从上世纪全球面临严重的能源危机以后，研究人员致力于将WO₃与常规的染料敏化电池技术相结合，以期得到不依赖外部供能的WO₃自供能电致变色器件。在研究过程中，人们发现利用价格高昂的贵金属铂可以加速WO₃的褪色过程。但是高昂的铂严重限制了WO₃自供能电致变色器件的应用。

因此，提供一种不需要贵金属的自供能电致发光薄膜具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种自供能电致变色薄膜及其制备方法和应用，本发明提供的自供能电致变色薄膜制备的电致变色器件不仅不需要贵金属，且器件着色后褪色时间缩短了。

本发明提供了一种自供能电致变色薄膜，通过将WO₃薄膜和聚3，4-(2，2-二甲基丙烯二氧基)噻吩薄膜覆在同一个基底上得到。

优选的，基底上的WO₃薄膜所占的面积与聚3，4-(2，2-二甲基丙烯二氧基)噻吩薄膜所占的面积比为2∶(0.3～1.5)。

优选的，所述基底为氧化铟锡玻璃。

本发明还提供了一种自供能电致变色薄膜的制备方法，包括：

1)将WO₃沉积在基底上，得到沉积WO₃薄膜的基底；

2)在沉积WO₃薄膜的基底上未沉积WO₃的部位沉积聚3，4-(2，2-二甲基丙烯二氧基)噻吩薄膜，得到自供能电致变色薄膜。

本发明还提供了一种自供能电致变色器件，包括：光阳极、工作电极和电解液；

其中，所述工作电极为本发明所述的自供能电致变色薄膜。

优选的，所述光阳极按照以下方法制备得到：

1)在基底上涂覆TiO₂浆料，得到涂覆TiO₂的基底；

2)将涂覆TiO₂的基底置入光敏化染料溶液中进行染料吸附，得到光阳极。

优选的，所述光敏化染料为钌吡啶有机金属配合物。

优选的，所述基底为氟掺杂氧化锡玻璃。