[发明专利]可红外调控银纳米线导电衬底WO3电致变色器件及其制备方法

说明书

可红外调控银纳米线导电衬底WO₃电致变色器件及其制备方法，属于功能材料领域。将银纳米线旋涂在玻璃衬底制备银纳米线透明导电电极；在电极上沉积WO₃薄膜得到WO₃电致变色薄膜；制备LiClO₄固态电解质；将WO₃电致变色薄膜与银纳米线透明导电电极通过固态电解质进行粘合，形成夹层结构，然后成型处理并对边缘进行密封处理。本发明可实现对于红外光波段的电致变色调控，且稳定性好。

技术领域

本发明涉及具有可红外调控性能，且以银纳米线为导电电极的 WO₃电致变色器件及其制备方法，属于功能材料技术制备与应用领域。

背景技术

电致变色是指材料在电场作用下颜色产生稳定可逆变化的现象。当材料在电化学作用下发生电子与离子的注入与抽出时，其价态和化学组分将发生变化，从而使材料的反射与透射性能改变，在外观性能上表现为颜色及透明度的可逆变化。电致变色材料中电荷的注入与抽出可以通过外界电压或电流的改变而方便地实现，注入或抽出电荷的多少直接决定了材料的致色程度，调节外界电压或电流可以控制电致变色材料的电致变色程度；通过改变电压的极性可以方便地实现着色或消色；已着色的材料在切断电流而不发生氧化还原反应的情况下，可以保持着色状态，即具有记忆功能。电致变色薄膜的优异性能以及在节能方面的应用前景受到人们的普遍关注,符合未来智能材料的发展趋势。电致变色智能窗可以根据环境及人类舒适度，通过控制进入建筑物的可见光和太阳辐射的能量达到对太阳能高效率利用的目的。

众所周知、太阳辐射光谱中近红外光的能量占太阳总辐射强度的 52％，对近红外能量的有效利用有利于在提高人类舒适度的同时降低能源消耗。传统的电致变色制备工艺主要是将电致变色薄膜通过一定的技术手段沉积到ITO玻璃衬底上。然而ITO由于铟材料过于稀少而使其价格昂贵。最重要的是，ITO薄膜在1300nm处存在等离子体共振效应，这使得该薄膜在近红外波段(780-2500nm)的透过率大大降低，因此红外调节能力也随着降低。特别是将电致变色层组装成多层结构的电致变色器件时，红外调节能力几乎完全丧失。因此，制备出可红外调控的电致变色器件显得尤为重要。

WO₃电致变色材料作为当前最为热点的研究方向，对其主要研究多数集中于可见光的调控改性。对于红外光波段的电致变色调控几乎没有，特别是用于红外调控的WO₃电致变色器件更是没有。

发明内容

本发明主要通过以银纳米线为导电电极，制备出可红外调控的 WO₃电致变色器件。

一种可红外调控银纳米线导电衬底WO₃电致变色器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备银纳米线透明导电电极，先将所需使用的玻璃片衬底清洗干净并烘干，将银纳米线分散在乙醇中，然后均匀旋涂在玻璃衬底上，后烘干待用；

优选银纳米线长为60μm-100μm，直径60nm-100nm。

上述银纳米线的制备方法，优选：称取PVP溶解到乙二醇中，待完全溶解后，将事先研磨过的AgNO₃粉末溶解在上述溶液中，最后加入氯化铁的乙二醇溶液，搅拌均匀最后放入110℃的油浴锅中进行加热12小时，后用丙酮、乙醇多次离心、清洗即可，最后将银纳米线分散到乙醇溶液中；

(2)在步骤(1)的银纳米线透明导电电极上沉积WO₃薄膜，本发明采电化学沉积技术对WO₃薄膜进行沉积，优选采用恒电位仪，在恒电流模式下，优选设置沉积电流密度约为0.3mA/cm²，以WO₃的前驱体溶液作为电解液进行电沉积，在涂有银纳米线透明导电电极的玻璃表面进行电化学沉积WO₃薄膜，得到WO₃电致变色薄膜；