[发明专利]电致变色器件

说明书

本发明描述了电致变色器件和组合物以及通过印刷或湿式处理所述组合物制造该类电致变色器件的制造方法。所述组合物呈悬浮液形式且包含两种或更多种悬浮液、电致变色金属氧化物的纳米颗粒、一种或多种其中M为金属阳离子且R为相应的盐阴离子的式(M)_z(R)_y的金属盐、载液和溶剂。使该组合物聚合而形成包含具有电致变色纳米颗粒和电解质的聚合物基质。使至少一部分金属盐(例如乙酸锌)物理吸附在纳米颗粒的表面上并用作分散剂。

本发明涉及电致变色器件的领域。本发明进一步提供适用于制造电致变色器件的中间产品和组合物。本发明还提供用于该类中间产品和电致变色器件的制造方法。

US 8,593,714 B2公开了包含由电解质层分离的一对电极的电致变色器件，其中所述电极中的一个包含电致变色材料、离子传导性粘合剂和传导性纳米线，且所述电极通过印刷方法沉积。更具体而言，所述电极包含电致变色且与通常为离子传导性的粘合剂结合在一起的颗粒。该电极还具有导电纳米线的网状结构。由于纳米线薄，其仍然为光学透明的。所述电极中的电致变色颗粒可为大颗粒或纳米颗粒，且可具有任何形状。这些颗粒可为棒状、球形、盘状、立方体等。

US 8,593,714 B2未提供关于制造包含电致变色材料、离子传导性粘合剂和传导性纳米线的电极的详细信息，但至少归因于在该类电极中必须相互作用以满足不同功能(电致变色、电子传导、离子传导、基质构建)的大量的不同组分(电致变色材料、纳米线、粘合剂、离子导体)，其并非是不重要的问题。大量的不同组分可导致关于其化学相容性的问题。此外，为允许通过印刷或其他湿式处理技术有利制造该类电极，需要组合物(还称为油墨)，其中除呈溶解状态的那些组分之外，悬浮电致变色复合层的不溶性组分(电致变色材料的颗粒以及导电纳米线)。熟知的是纳米体的悬浮液具有有限稳定性，这是因为悬浮纳米体往往聚结。

因此，本发明的目的为减轻至少一些现有技术的这些缺点。本发明的目的尤其为提供适用于在多个基板上形成电致变色复合层的组合物。另一目的为提供用于避免气相处理的电致变色复合层的制造方法和提供改进的电致变色器件和用于制造电致变色器件的中间产品。又一目的为提供高效能且同时制造简单的电致变色器件。

这些目的通过根据本发明的第一方面的电致变色器件、根据本发明的第二方面的中间产品、根据本发明的第三方面的组合物及其用途和根据本发明的第四方面的制造方法来实现。本发明的其他方面和特征公开于本说明书和独立权利要求中，优选实施方案公开于本说明书和从属权利要求中。

下文将详细描述本发明。应理解，如本说明书中所提供/所公开的各种实施方案、优选情形和范围可随意组合。

除非另有说明，否则在本说明书中将应用以下定义：

除非在本文中另有指示或明显地与上下文矛盾，否则将用于本发明的上下文中的术语“一(a/an)”、“该”和类似术语理解为涵盖单数和复数。此外，术语“包括”、“含有”和“包含”在本文中以其开放、非限制性意义使用。

术语“电致变色”为本领域中已知的。电致变色材料的特征在于，当在其上施加电压时可逆地和持续地改变其光学性能的能力(参见Claes G.Granqvist,Solar EnergyMaterials&Solar Cells 99(2012)1-13)。该能力在本文中还称为“电致变色效应”。更具体而言，电致变色材料具有如通过电子转移(氧化还原)方法或通过充分电化学电势实现的显示出色彩(在电磁波谱的可见范围中)的变化、再现或漂白的属性(参见Mortimer,R.J.:“Electrochromic materials”,Annu.Rev.Mater.Res.2011.41:241-68)。当电子转移至电致变色材料或远离电致变色材料时，电致变色材料的光吸收的变化与电荷平衡离子由相邻电解质进入一起发生。