[发明专利]一种以氟化物为电解质层的全固态电致变色器件及其制备方法

说明书

一种以氟化物为电解质层的全固态电致变色器件及其制备方法，它涉及一种全固态电致变色器件及其制备方法。本发明的目的是要解决现有全固态电致变色器件的电解质层的离子电导率低，沉积的速率较慢，制备过程安全性差和透过率低的问题。一种以氟化物为电解质层的全固态电致变色器件包括基底、底透明导电层、电致变色层、氟化物电解质层、离子储存层和顶透明导电层。方法：一、在基底上依次沉积底透明导电层、电致变色层；二、以氟化物为蒸发材料，在电致变色层上沉积出氟化物电解质层；三、在氟化物电解质层上依次沉积离子储存层和顶透明导电层。本发明可获得一种以氟化物为电解质层的全固态电致变色器件。

技术领域

本发明涉及一种全固态电致变色器件及其制备方法。

背景技术

电致变色是指材料的光学特性在外加电压或者电流的作用下发生可逆改变的现象。在外观上，主要表现为材料光学透过率和反射色的可逆变化，而在微观上，主要表现为材料的微观结构和能带结构发生变化。能够产生电致变色现象的材料被称为电致变色材料。

电致变色材料主要包括部分过渡金属氧化物和部分有机高分子、小分子。由电致变色材料制备成的电致变色器件，在这些器件中，全固态电致变色器件，因其循环寿命长，循环稳定性好已经被广泛的应用在生活的各个方面，如防眩目汽车后视镜、电致变色智能窗、飞机舷窗等。除此之外，电致变色器件还在显示、航天热控等方面上表现出巨大的应用潜力。

目前，全固态电致变色器件电解质的制备一般有三种方法：(1)采用金属锂来制备。但由于金属锂的储存和制备过程比较危险，因此制约了它的使用。(2)采用含锂的盐类来制备。但由于含锂的盐类普遍导电性差，因此目前主要采用射频溅射的方法来制备，沉积的速率较慢，不适用于工业化生产。例如曹贞虎采用射频磁控溅射的方法制备Li_XSi_YRe_zS_mO_n，虽然制备出的电解质离子电导率很大，但是由于用时较长，不利于工业化生产(专利号：CN 201611244662.9)。(3)采用锂的合金来制备。锂合金虽然解决了沉积速率的问题，但是安全性的问题并没有完全解决。例如，Yu Xiao采用直流溅射Li-Mg合金的方法来制备Li_xMg_yN电解质，Li-Mg合金中Li的含量依然很高(20wt％)，且安全性问题依然存在(Electro-optical performance of inorganic monolithic electrochromic devicewith a pulsed DC sputtered Li_xMg_yN ion conductor[J].Journal of Solid StateElectrochemistry,2018,22:275-283.)。刁训刚等采用Li-Zn-Mg合金溅射制备Li_xMg_yN电解质，合金制备比较复杂，同时Li的含量依然很高，制约了其在工业上的应用(专利号：CN201710333860.0)。Lingling Xie采用直流溅射Li-Al合金的方法来制备Li_xAlO_z电解质，安全性问题依然存在。

综上，由于现有全固态电致变色器件电解质的制备方法存在上述缺陷，因此制约着全固态电致变色器件的应用，此外现有全固态电致变色器件的透过率差。

发明内容

本发明的目的是要解决现有全固态电致变色器件的电解质层的离子电导率低，沉积的速率较慢，制备过程安全性差和透过率低的问题，而提供一种以氟化物为电解质层的全固态电致变色器件及其制备方法。

一种以氟化物为电解质层的全固态电致变色器件包括基底、底透明导电层、电致变色层、氟化物电解质层、离子储存层和顶透明导电层；在基底上自下而上依次为底透明导电层、电致变色层、氟化物电解质层、离子储存层和顶透明导电层。

一种以氟化物为电解质层的全固态电致变色器件的制备方法，是按以下步骤完成的：