[发明专利]电致变色阴极材料

说明书

本文的各种实施例涉及电致变色器件和电致变色器件前驱体，以及用于制造这类电致变色器件和电致变色器件前驱体的方法和设备。在某些实施例中，电致变色器件或前驱体可以包括一种或多种特定材料，诸如特定的电致变色材料和/或特定的对电极材料。在各种实施方式中，电致变色材料包括钨钼氧化物。在这些或其它实施方式中，对电极材料可以包括镍钨氧化物、镍钨钽氧化物、镍钨铌氧化物、镍钨锡氧化物或另一种材料。

通过引用并入

本申请是2019年4月15日提交的美国专利申请第16/384,822号的部分继续申请；并且本申请要求于2019年6月7日提交的美国临时专利申请第62/858,943号的权益。这两项申请均通过引用整体并入本文并用于所有目的。

申请数据表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。本申请要求其在同时提交的申请数据表中确定的权益或优先权的每一项申请均通过引用整体并入本文并用于所有目的。

背景技术

电致变色是一种当材料被置于不同电子状态下，典型地通过经受电压变化时，在光学特性方面呈现出可逆电化学介导变化的现象。光学特性典型地是颜色、透射率、吸光度以及反射率中的一个或多个。一种众所周知的电致变色材料是氧化钨(WO₃)。氧化钨是阴极电致变色材料，其中通过电化学还原发生从透明到蓝色的着色转变。

电致变色材料可以结合到例如住宅、商业和其它用途的窗户中。可以通过改变电致变色材料的特征来改变这类窗户的颜色、透射率、吸收率和/或反射率，即，电致变色窗户是可通过电子方式变暗或变亮的窗户。施加到窗户的电致变色器件上的小电压将使窗户变暗；反转电压使窗户变亮。这种能力允许控制通过窗户的光量，并为电致变色窗提供机会用作节能器件。

尽管在20世纪60年代发现了电致变色，但电致变色器件，特别是电致变色窗仍然不幸遭遇各种问题，并且尽管最近在电致变色技术、设备和制造和/或使用电致变色器件的相关方法方面取得了许多进展，但尚未开始实现其全部商业潜力。

本文提供的背景描述是为了总体上呈现本公开内容的目的。目前命名的发明人在此背景技术部分中所描述的范围内的工作、以及说明书在提交时可能不具有其它资格的方面既没有明确也没有暗示将其作为本公开的现有技术。

发明内容

本文的某些实施例涉及电致变色器件和电致变色器件前驱体，以及用于形成这类电致变色器件和电致变色器件前驱体的方法和设备。在各种实施例中，电致变色器件或电致变色器件前驱体包括电致变色层，该电致变色层包括电致变色材料，该电致变色材料包括钨、钼和氧。这种材料通常被称为钨钼氧化物。在某些情况下，钨钼氧化物电致变色材料可以与特定的对电极材料配对，例如以在器件处于着色状态时提供所需的颜色质量。在某些情况下，钨钼氧化物电致变色材料可以与特定的对电极材料配对，其中在钨钼氧化物电致变色材料和所论述的对电极材料彼此直接接触分层后形成本征离子导电和电绝缘层。在某些情况下，单独或与上述情况组合，钨钼氧化物电致变色材料是电致变色材料的分层堆叠的一部分。在一些情况下，电致变色材料的分层堆叠可以与对电极材料的分层堆叠组合，具有如上所述的原位形成的常规离子导体层或本征离子导体层。在某些实施例中，电致变色材料、对电极材料或两者的分层堆叠可以用具有渐变组成的单层代替，即堆叠的组成在堆叠的厚度上变化。

在所公开实施例的一个方面，提供了一种电致变色器件或一种电致变色器件前驱体，其包括：第一导电层，其厚度在约10-500nm之间；电致变色层，其包括电致变色材料，该电致变色材料包括具有根据式W_1-xMo_xO_y的组成的钨钼氧化物，其中x在约0.05-0.30之间且y在约2.5-4.5之间。电致变色层的厚度可在约100-500nm之间；包括对电极材料的对电极层，该对电极材料包括镍钨氧化物，该对电极层的厚度在约100-500nm之间；以及第二导电层，该第二导电层的厚度在约100-400nm之间，其中该电致变色层和对电极层被定位在第一导电层与第二导电层之间，并且其中该电致变色器件是全固态和无机的。