[发明专利]一种增强二氧化钛电极光学调控能力的方法

说明书

本发明提供了一种增强二氧化钛光学调控能力的方法，包括以下步骤：A)制备二氧化钛纳米线薄膜；B)将二氧化钛纳米线薄膜置于反应器中，在反应器中通入钛源后再通入水进行原子层沉积；C)重复步骤B)数次，得到二氧化钛修饰层。本发明中采用原子层沉积技术(ALD)在二氧化钛表面沉积一层新的具有不同结构的二氧化钛修饰层，实现了二氧化钛电极表面结构上的连续变化，这种结构上的连续变化改变了离子在固体电极内的表观扩散速率，从而大大提高了二氧化钛电极的变色性能。

技术领域

本发明涉及电致变色技术领域，尤其涉及一种增强二氧化钛电极光学调控能力的方法。

背景技术

过渡金属氧化物的电致变色能力是指在电化学氧化还原过程中氧化物电极本身的颜色会发生可逆的变化，从而起到对光的调制作用。多数具有电致变色能力的过渡金属氧化物一般都是宽带隙的半导体，表现为无色或浅色，如氧化钨、氧化钛、氧化钒、氧化钽、氧化镍等。根据这种可逆的变色能力，这些氧化物可制备电致变色器件，用作节能玻璃和电子显示等。电致变色器件的结构可简单地描述为三层：工作电极(变色氧化物层)、电解质溶液(离子输运)、对电极(电荷平衡层)。

对于电致变色氧化物，影响变色能力的决定性因素为离子在固体氧化物电极内部的动力学扩散过程，而离子在固体电极内的扩散速率由固体本身的结构决定，因此目前对过渡金属氧化物电致变色能力的调控主要依赖于对氧化物材料几何形貌的改变以减少离子的扩散时间，如采用量子点或多维骨架结构。但该种修饰方法并不能从本质上改变离子的扩散速率。因此，寻求一种电致变色氧化物的修饰方法以改善离子扩散速率对于电致变色器件的发展是极其重要的。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种利用原子层沉积技术增强二氧化钛电极光学调控能力的方法。

有鉴于此，本申请提供了一种增强二氧化钛光学调控能力的方法，包括以下步骤：

A)制备二氧化钛纳米线薄膜；

B)将二氧化钛纳米线薄膜置于反应器中，在反应器中通入钛源后再通入水进行原子层沉积；

C)重复步骤B)数次，得到二氧化钛修饰层。

优选的，所述二氧化钛纳米线薄膜的制备方法具体为：

将四异丙醇钛在盐酸中进行水解反应。

优选的，所述二氧化钛纳米线薄膜的厚度y与生长时间x的关系式为y＝0.011x-0.472；y的单位为微米，x＞45min。

优选的，在所述原子层沉积之前，所述钛源的温度为80～100℃，所述水的温度为20～30℃，所述二氧化钛纳米线薄膜的温度为200～300℃。

优选的，所述钛源的通入方式具体为通入0.1～1s后抽真空5～10s。

优选的，所述水的通入方式具体为通入0.1～1s后抽真空5～10s。

优选的，所述反应器的压强为200～500Pa。

优选的，所述通入钛源和所述通入水的载气为氮气，流速为10～50sccm。

优选的，所述钛源为四(二甲氨基)钛。

优选的，所述二氧化钛修饰层的厚度为1.5nm～12nm。

本申请提供了增强二氧化钛光学调控能力的方法，其首先制备了二氧化钛纳米线薄膜，再通过原子层沉积技术在二氧化钛纳米线薄膜表面修饰了一层具有不同结构的二氧化钛层。本发明采用原子层沉积技术(ALD)在二氧化钛表面沉积新的一层具有不同结构的二氧化钛层，实现了二氧化钛电极表面结构的连续变化，这种结构上的连续变化改变了离子在固体电极内的表观扩散速率，增强了二氧化钛电极电致变色的综合性能，包括充放电效率、变色速度、变色效率和光学调控能力如对比度、颜色密度等。

附图说明