[发明专利]一种电致变红外辐射器件及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种电致变红外辐射器件，其特征在于，包括基底以及依次沉积在基底上的下电极层、阳极变色层、离子传输层、阴极变色层、上电极层及保护层；所述上电极层为空心的网格状结构，其ITO带的宽度为0.2-0.3mm，ITO带之间形成空白区；所述下电极层为具有周期的梯度凹槽的结构；所述梯度凹槽的周期长度ZQ为90-120nm，分级台阶，每级台阶相同，台阶高度H为10-15nm，宽度W为15-20nm。

2.如权利要求1所述的电致变红外辐射器件，其特征在于，所述基底选自浮法玻璃、石英玻璃或蓝宝石。

3.如权利要求1所述的电致变红外辐射器件，其特征在于，所述下电极层选自透明导电材料；所述上电极层选自透明导电材料或金属材料；所述透明导电材料选自氧化锡掺氟、氧化铟掺锡和氧化锌掺铝中的至少一种，厚度为300nm-600nm；平均粗糙度为40nm-50nm；所述金属材料选自Cu、Au和Pt中的至少一种，厚度为8nm-15nm，平均粗糙度为3nm-5nm。

4.如权利要求1所述的电致变红外辐射器件，其特征在于，所述阳极变色层为氧化镍或氧化钒的掺杂；所述氧化镍中镍的主要价态为+2，其次为+1；所述氧化钒中钒的主要价态为+5，其次为+4；所述阳极变色层的厚度为300nm-400nm，平均粗糙度为10nm-15nm；所述氧化镍 或氧化钒的掺杂元素选自Li、Al、Zr、Y、Si、Sn、Cu、Zn、Ti、Au、Ga、Ge、Cd、Sb、Bi和W中的至少一种，其掺杂量为5-10％mol。

5.如权利要求1所述的电致变红外辐射器件，其特征在于，所述离子传输层选自氧化物、氮化物和锂的化合物中的至少一种，其厚度为300nm-500nm，平均粗糙度为2nm-8nm。

6.如权利要求1所述的电致变红外辐射器件，其特征在于，所述阴极变色层为WO_x的掺杂，其中x大于2.98且小于3.2；所述阴极变色层的厚度为300nm-400nm，平均粗糙度为5nm-10nm；所述WO_x的掺杂元素选自Al、Zr、Y、Si、Sn、Cu、Zn、Ti、Au、Ga、Ge、Cd、Sb、Bi、Cr和V中的至少一种，其掺杂量为2-10％mol。

7.如权利要求1所述的电致变红外辐射器件，其特征在于，所述保护层选自氮化物和氧化物中的至少一种，其厚度为10nm-30nm，平均粗糙度为2nm-3nm；所述氮化物主要包括氮化硅或氮化铝；所述氧化物主要包括氧化铌、氧化钛、氧化锆或氧化硅。

8.一种电致变红外辐射器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在基底上至少通过溅射法、离子束溅射或蒸镀法依次沉积下电极层、阳极变色层、离子传输层、阴极变色层、上电极层及保护层，以得到所述电致变红外辐射器件；

还包括在所述上电极层上激光刻蚀划线使其形成空心的网格状、条状或环状结构；在所述下电极层上激光刻蚀划线使其形成具有周期的梯度凹槽的结构。

9.一种电致变热辐射调控装置，所述电致变热辐射调控装置包括权利要求1-7任一项所述的电致变红外辐射器件。

10.如权利要求9所述的电致变热辐射调控装置，其特征在于，所述电致变红外辐射器件通过导线与电源连接。

11.一种电致变红外辐射中空节能窗，其特征在于，包括室内侧玻璃和室外侧玻璃，所述室内侧玻璃和室外侧玻璃之间形成封闭的空腔；所述室外侧玻璃为权利要求1-7任一项所述的电致变红外辐射器件。