[发明专利]一种以硅酸铝锂为电解质层的全固态电致变色器件及其制备方法

说明书

一种以硅酸铝锂为电解质层的全固态电致变色器件及其制备方法，它涉及一种电致变色器件及其制备方法。本发明的目的是要解决现有全固态电致变色器件的着褪色响应速度较慢，器件的透过率调制范围小和制备成本高的问题。方法：一种以硅酸铝锂为电解质层的全固态电致变色器件由自下而上依次设置的基底、下层透明导电层、离子存储层、下层保护层、电解质层、上层保护层、电致变色层和上层透明导电层组成。方法：一、采用磁控溅射法沉积下层透明导电层、离子存储层和下层保护层；二、采用磁控溅射法沉积电解质层；三、采用磁控溅射法沉积上层保护层、电致变色层和上层透明导电层。本发明可获得一种以硅酸铝锂为电解质层的全固态电致变色器件。

技术领域

本发明涉及一种电致变色器件及其制备方法。

背景技术

电致变色是材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在小的电信号的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为材料的颜色和透明度的可逆变化，具有电致变色现象的材料称为电致变色材料。

电致变色材料按照材料类型可以划分为无机电致变色材料和有机电致变色材料，其中无机电致变色材料又包括氧化钨、氧化钼、氧化钒、氧化钛、氧化铌和氧化镍等过渡金属氧化物和普鲁士蓝系统，有机电致变色材料包括聚苯胺，聚噻吩，紫罗精等材料。由电致变色材料制备成的电致变色器件已经在智能窗、显示、防眩目后视镜和飞机舷窗等领域有了广泛的应用，在伪装以及航天器热控等方面上有很大的应用潜力。

目前以氧化镍和氧化钨为互补层的全固态电致变色器件由于其在智能窗，显示和防炫目后视镜等诸多方面的潜在应用受到人们的广泛关注。目前报道的这类器件多以钽酸锂和铌酸锂为电解质层，由于钽和铌的储量相对较少，因此这类电解质的成本较高，并且这类电解质的离子电导率通常较低，造成器件的着褪色响应速度较慢，器件的透过率调制范围小。刁训刚等采用LiTaO₃作为固态电解质层制备了氧化镍和氧化钨互补型电致变色器件，器件着褪色响应速度较慢，着色85s,褪色42s。(Song,X.；Dong,G.；Gao,F.；Xiao,Y.；Liu,Q.；Diao,X.Properties of NiO_x and its influence upon all-thin-film ITO/NiO_x/LiTaO₃/WO₃/ITO electrochromic devices prepared by magnetronsputtering.Vacuum 2015,111,48-54)。Qirong Liu等采用LiNbO₃作为电解质层制备了氧化镍和氧化钨互补型电致变色器件，器件同样也表现出较慢的着褪色响应速度(Liu,Q.；Dong,G.；Chen,Q.；Guo,J.；Xiao,Y.；Delplancke-Ogletree,M.P.；Reniers,F.；Diao,X.Charge-transfer kinetics and cyclic properties of inorganic all-solid-stateelectrochromic device with remarkably improved optical memory.Solar EnergyMaterials and Solar Cells 2018,174,545-553)。Atak等人采用LiNbO₃作为电解质层制备了氧化镍和氧化钨互补型电致变色器件，器件只有34％的透过率调(Atak,G.；Coskun,O.D.Annealing effects of NiO thin films for all-solid-state electrochromicdevices.Solid State Ionics 2017,305,43-51)。综上，目前应用于全固态器件的电解质层具有较低的离子电导率导致器件的着褪色响应速度较慢，器件的透过率调制范围小，同时，常用于制备全固态器件的电解质多以钽酸锂和铌酸锂为主，钽，铌储量少，价格昂贵，不利于电致变色器件的大规模应用。

发明内容