[发明专利]一种高性能双频独立调制电致变色薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能双频独立调制电致变色薄膜，以ITO玻璃为基板，在基板上依次制备有图形化的纳米ITO薄膜、WO₃薄膜形成的ITO‑WO₃复合薄膜。其制备方法为：步骤1：制备ITO感光溶胶膜；步骤2：将ITO感光溶胶膜置于双光束激光曝光系统中；步骤3：对ITO感光凝胶膜表面进行照射；步骤4：在曝光后将该凝胶膜置于溶洗剂中，得到纳米ITO图形凝胶薄膜；步骤5：通过热处理得到晶化的纳米ITO图形薄膜；步骤6：制备WO₃溶胶；步骤7：制备ITO‑WO₃凝胶复合薄膜；步骤8：最后将该复合薄膜进行热处理。本方法具有工艺简单可控的特点，易制备出性能优秀的具有双频独立调制的电致变色薄膜。

技术领域

本发明属于透明半导体薄膜制备方法技术领域，具体涉及一种高性能双频独立调制电致变色薄膜；本发明还涉及该高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法。

背景技术

电致变色玻璃因具有采光和隔热的可调谐性，在建筑节能领域具有巨大的应用前景。国内也有很多相关专利，比如，申请号为201621391104.0的专利公开了一种具有高红外反射的电致变色玻璃，其光学透过率可调，可根据人们对室内环境温度的感知自主调整太阳光透过窗户玻璃的光通量，达到智能调节室内环境温度的效果。诸如此类的发明专利都有一个共同特点，即变色仅有两种状态：一种是可见光和近红外光的透明态，另一种是可见光和近红外光的阻隔态。只具有这两种状态的电致变色玻璃难以适应炎热夏季室内作业要求，只有在某一状态下同时拥有高可见光透过率和低近红外透过率的玻璃才拥有采光和阻隔太阳辐射热的双重性能，显然，具有这种性能的玻璃十分适合在炎热夏季进行室内作业。申请号为201280036901.5的专利提出了一种镀膜玻璃，可以满足这一需求。所镀薄膜由过渡金属氧化物与宽禁带半导体复合而成，采用专利中提出的制备方法获得的镀膜玻璃可以拥有三种状态：可见、近红外区透明态；可见、近红外区阻隔态；可见透明但近红外阻隔态。也即该电致变色玻璃拥有了双频(可见频段、近红外频段)独立调制能力。解决了传统电致变色玻璃窗无法适应炎热夏季室内作业的问题。该专利使用胶体化学技术制备这种镀膜玻璃，工艺虽然精细，但纳米级的颗粒在溶液中较难分散，容易团聚，特别是在大批量工业化生产中，这种团聚现象更加普遍，很难解决。此外，宽禁带半导体纳米晶在复合材料内部无序分布，其局域表面等离子耦合变色效应不强，最终导致这种复合材料的双频独立调制能力有进一步提高的可能。

发明内容

本发明的目的是提供一种高性能双频独立调制电致变色薄膜，纳米ITO点阵/光栅均匀有序分布在非晶WO₃薄膜中，解决了纳米晶ITO无序排列导致的变色能力不高的问题。

本发明的另一个目的是提供一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，解决了纳米颗粒团聚的问题，获得高性能的电致变色镀膜玻璃，而且可以大面积制膜、更加适合于产业化量产。

本发明所采用的技术方案是：一种高性能双频独立调制电致变色薄膜，以ITO玻璃为基板，在基板上依次制备有图形化的纳米ITO凝胶薄膜、WO₃薄膜形成的ITO-WO₃复合薄膜。

本发明所采用的另一种技术方案是：一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：

步骤1：将铟的氯化盐/硝酸盐、锡的氯化盐、醇类及化学修饰剂混合，在50～70℃条件下，搅拌1～2h，得到ITO感光溶胶；然后将ITO感光溶胶镀于ITO基板上，在70～90℃条件下烘干形成ITO感光凝胶膜；

步骤2：将ITO感光凝胶膜置于双光束激光系统中曝光15～20min；

步骤3：将曝光后的ITO感光凝胶膜置于溶洗剂中溶洗，将未曝光部分溶洗去除，得到图形化的纳米ITO凝胶膜点阵/光栅；

步骤4：进行一定时间的热处理后，得到图形化的纳米ITO点阵/光栅薄膜；