[发明专利]一种N、P元素掺杂改性VO2

说明书

本发明公开了一种N、P元素掺杂改性VO₂材料相变温度的预测方法，包括：S1、选择N、P元素对VO₂材料进行掺杂，构建不同相以及不同元素掺杂的多个VO₂元素差异模型；S2、通过模拟优化软件对VO₂元素差异模型进行结构优化，根据不同元素掺杂的VO₂模型的形成能大小，得出最佳掺杂元素的种类；S3、选择VO₂材料中N、P元素不同的掺杂配比，构建不同掺杂配比的多个VO₂配比差异模型；S4、通过模拟优化软件对VO₂配比差异模型进行结构优化，根据VO₂元素差异模型和VO₂配比差异模型的形成能计算相变温度，结合态密度图和相变温度的变化量，得出最佳掺杂元素的配比。本发明计算快速、结果准确，能验证与解析实验结果，还能对VO₂掺杂元素的选择和配比提供理论指导。

技术领域

本发明涉及节能智能窗领域，尤其涉及一种N、P元素掺杂改性VO₂材料相变温度的预测方法。

背景技术

随着我国能源资源的消耗，节能环保已经迫在眉睫。当前中国建筑能耗占社会总能耗的27％左右。建筑能耗中，玻璃门窗的能耗站到全部建筑能耗的 40％～50％，因此窗户的节能是建筑节能中需要重点解决的问题。

智能窗玻璃是指能够根据环境温度、日照强度等情况自动调节玻璃的光学性能的一种玻璃，当室内温度偏低时，能让太阳光尽量进入室内，以提高室内温度；当室内温度偏高时，又能屏蔽全部或者部分太阳光，起到阻热的效果，从而实现对室内温度的智能化控制。如何筛选及设计智能窗的材料及组分则成为了该领域的研究热点。

二氧化钒(VO₂)作为一种材料，具有从金属到绝缘体发生可逆相变的特性，并由于其相变温度(68℃)，在众多相变材料中最接近室温而引起了极大的关注。VO₂是一种多晶相结构的的化合物，主要有以下几种常见结构：单斜相VO₂(M),金红石相VO₂(R),单斜相VO₂(B)以及四方相VO₂(A)，其中VO₂(A)和VO₂(B)是VO₂(M)向VO₂(R)转化时产生的亚稳态过渡相。当在68℃发生“半导体—金属”相变时，VO₂由对近红外光的投射状态转变为反射状态，但对可见光的透射状态没有明显变化，故是一种非常适合作为智能窗玻璃的材料。

对VO₂进行元素掺杂被认为是降低VO₂材料相变温度的有效途径，建立一种对掺杂改进后相变温度及电子性能的评价和预测方法，对VO₂智能窗材料的制备和开发尤为重要。掺杂后的VO₂几个结构及内部参数发生变化，导致相变温度及电子性能的改变，因此从微观角度分析掺杂对VO₂的影响也是最准确。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中难以确定VO₂材料掺杂元素的最佳配比的缺陷，提供一种N、P元素掺杂改性VO₂材料相变温度的预测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种N、P元素掺杂改性VO₂材料相变温度的预测方法，该方法包括以下步骤：

S1、选择N、P元素对VO₂材料进行掺杂，通过材料模型构建软件构建不同相以及不同元素掺杂的多个VO₂元素差异模型；