[实用新型]一种全固态无机电致变色智能玻璃膜系结构

说明书

本实用新型涉及一种全固态无机电致变色智能玻璃膜系结构，包括玻璃基底，其特征在于：在玻璃基底上从下到上依次有电极层、电致变色层、离子传输存储层、电极层，其中电极层为ITO或FTO薄膜；电致变色层为WO₃基薄膜，厚度为100～400nm；离子传输存储层为AlPO₄掺杂Li⁺薄膜，厚度为150nm～900nm，Li⁺固含量为2%～20%。本实用新型优点：本实用新型以单层的AlPO₄掺杂Li⁺薄膜代替了传统的离子传输层(电解质层)/离子存储层双层结构，其中AlPO₄掺杂Li⁺薄膜起到离子传输与存储的双重功能，在电致变色组件着色时，离子传输存储层的Al³⁺和Li⁺共同注入变色WO₃层，在褪色时Al³⁺和Li⁺回迁并存于与该离子传输存储层，且AlPO₄的溅射制备速率较LiTaO₃高，从而很大程度地提升了整个膜系的制备效率。

技术领域

本实用新型涉及智能玻璃材料结构与设计领域，具体涉及一种全固态无机电致变色智能玻璃膜系结构。

背景技术

电致变色是指材料在外加电压刺激（交变电压或电流等）作用下，通过嵌入或脱出离子和电子促使材料发生氧化还原反应，使得光学特征（如透过率、反射率以及颜色等）发生持续可逆变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。利用电致变色材料制备的电致变色器件具有能耗低、响应快、可人为控制等优点，被广泛运用于各种领域。

电致变色器件由透明导电层、电致变色层、离子传导层、离子存储层和透明导电层组成。其中电致变色层是变色反应的发生层，具备较大的光学调制范围、较好的循环稳定性、较高的变色效率。离子导电层也叫电解质层,为离子在电致变色层与离子存储层之间传输提供通道。离子存储层是在电致变色材料发生氧化还原反应时起到储存相应的反离子和平衡电荷的作用。透明导电层是镀在玻璃上的导电薄膜,主要是在电致变色反应过程中为电致变色材料提供电子导体。其中离子传导层的物理状态包括液态、固态和凝胶态，而其他膜层材料通常是固态，因此，基于不同物理状态的离子传导层制备的器件称为全固态、液态和凝胶态电致变色器件。

对于全固态无机电致变色器件来说，传统的膜系结构与材料为ITO(FTO)/WO₃/LiTaO₃/NiO/ITO(FTO)五层，其中电解质LiTaO₃通常以陶瓷靶射频溅射制备，能耗高并且效率极其低下，严重影响器件的放大生产或产品级器件制备，因此探索更加精简高效的膜系结构成为电致变色器件研究探索的重要方面。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有以WO₃为代表的无机电致变色材料，离子传输层LiTaO₃以陶瓷靶射频溅射制备能耗高且效率低下的问题，提供一种全固态无机电致变色智能玻璃膜系结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种全固态无机电致变色智能玻璃膜系结构，包括玻璃基底，其特征在于具有如下结构：在玻璃基底上从下到上依次有电极层、电致变色层、离子传输存储层、电极层，其中电极层为ITO或FTO薄膜；电致变色层为WO₃基薄膜，厚度为100～400nm；离子传输存储层为AlPO₄掺杂Li⁺薄膜，厚度为150nm～900nm，Li⁺固含量为2%～20%。

进一步，所述WO₃基薄膜为纯WO₃薄膜或WO₃掺杂Ti⁴⁺、Ag⁺、Mo⁶⁺等的薄膜。

进一步，所述电致变色层厚度为110～380nm。