[发明专利]一种多金属阳极自供能-多模态电致变色器件及制备方法

说明书

本申请公开了一种多金属阳极自供能‑多模态电致变色器件及制备方法，所述制备方法为：将第一导电基底以及第二导电基底洗净晾干；将双波段电致变色材料通过包括但不限于旋涂、水热或者磁控溅射的方法生长在第二导电基底上；将金属A和金属B粘附在第一导电基底的一侧两边；将已经负载双波段电致变色材料的第二导电基底作为工作电极，附有金属A和金属B的第一导电基底作为金属阳极，最后注入电解质并封装成器件。本申请旨在将薄膜阴极材料分别与不同金属阳极组合，产生不同大小的开路电压，通过此内置电压实现多种模态，动态调制可见光以及近红外光的透过程度。

技术领域

本申请属于电致变色技术领域，特别涉及一种多金属阳极自供能-多模态电致变色器件及制备方法。

背景技术

电致变色技术是指材料在外加电场的作用下光学性质发生可逆变化的现象，由电致变色材料所制得的智能窗具有出色的动态调节室内光线和温度的能力，在商业和民用建筑、汽车和航空航天领域具有广阔的应用前景。太阳光谱中，近红外波段约占太阳总辐射的50 %，所以通过电致变色智能窗动态或选择性地调制近红外光可以对建筑物的热管理、能源消耗和室内人员的舒适性产生显著影响。然而，常见的电致变色智能窗主要关注的是可见光区域。因此，开发双波段电致变色智能窗，即独立调节可见光和近红外光的透射率有着重要的现实意义和科学价值。

研究表明单斜晶体WO_3-x可以分别通过局部的表面等离子体共振和相变转换，独立控制可见光和近红外光的透射率。此后，控制可见光和近红外光的双波段电致变色材料被广泛研究。因此，由双波段电致变色材料组装的电致变色智能窗能够在三种特定模式下工作。“亮”模式允许可见光和近红外光通过，“冷”模式阻挡大部分近红外光而允许可见光通过，“暗”模式同时阻挡可见光和近红外光。此外，大多数报道的电致变色器件需要外部电源来驱动光学透明度的变化，这可能会阻碍这些器件的独立性和便携性。因此，将双波段电致变色材料与阳极金属集成在一种多金属阳极自供能-多模态电致变色器件中，不同的金属阳极与薄膜阴极相连可产生不同大小的开路电压，当开路电压较小时，只会驱动电解质中的阳离子聚集在薄膜阴极的表面，由于电容性吸附的作用，大大降低薄膜阴极在近红外区域的透过率，可见光区域的透过率依然保持较高的水平。当开路电压较大时，会强烈驱动电解质中的大部分的阳离子插入薄膜阴极中，改变阴极材料的晶型，进而可以调节在可见光区域的透过率。

传统电致变色器件的操作需要外部电压来触发着色/褪色过程，而自供能-多模态电致变色器件的着色过程通过内置电压实现着色，褪色过程的能耗也可以通过为其他小型装置供电从而可以部分回收。因此本申请通过结合自供电系统以及双波段电致变色材料的独特优势，开发出多金属阳极自供能-多模态电致变色器件，在双波段电致变色智能窗的推广应用中具有一定的前景。

发明内容

传统电致变色器件的操作需要外部电压来触发着色/褪色过程，而自供能-多模态电致变色器件的着色过程通过内置电压实现着色，褪色过程的能耗也可以通过为其他小型装置供电从而可以部分回收。针对现有技术的不足，本申请提出一种多金属阳极自供能-多模态电致变色器件的制备方法，根据该制备方法得到的多金属阳极自供能-多模态电致变色器件。

技术方案：

一种多金属阳极自供能-多模态电致变色器件，包括第一导电基底、金属A、金属B、电解质、材料C、第二导电基底；金属A和金属B分别粘附在第一导电基底一侧的两边，形成金属阳极；材料C形成于第二导电基底的上方，作为工作电极；在金属阳极与工作电极之间注入电解质，得到所述多金属阳极自供能-多模态电致变色器件；当金属A与材料C通过导线连接时，在电路中产生的开路电压大小在0 ~ 1V之间，较小的电压驱动该电致变色器件处于“凉爽”模式；当金属B与材料C通过导线连接时，在电路中产生的开路电压大小在1 ~ 3V之间，较大的电压驱动该电致变色器件处于“黑暗”模式。