[发明专利]一种铁离子电解质的氧化钨基多彩电致变色器件及其制备方法与应用

说明书

一种铁离子电解质的氧化钨基多彩电致变色器件及其制备方法与应用，包括由上至下依次设置的透明导电基底、氧化钨电致变色层、含铁离子有色电解质层、氧化镍对电极层和透明导电基底，其中，含铁离子有色电解质层和氧化钨电致变色层颜色叠加可形成多彩电致变色器件。本发明通过引入有色电解质，扩展氧化钨基电致变色材料的变色范围，该电致变色器件结构简单、制备容易且成本低。

技术领域

本发明涉及电致变色技术领域，具体涉及一种铁离子电解质的氧化钨基多彩电致变色器件及其制备方法与应用。

背景技术

电致变色是指电活性材料在交变电场下发生光学性质(包括透过率、吸收率、反射率)可逆变换，从而实现器件透明度及颜色的变化，材料的光谱调制能力不仅在可见光范围内，在红外和紫外区域也能有较好的调节作用。基于电致变色器件对不同光波段的灵活调控的特点，其在光电节能环保领域具有广阔的应用前景。目前为止，电致变色器件在汽车防眩晕后视镜与节能窗方面具有最成熟的应用，此外在低能耗显示、红外隐身、卫星热控等方面也都有一定应用前景。

然而，在目前的电致变色产品中，变色种类较为单一，基本只依靠电致变色层的光学性质变化来实现颜色及透明度的变化。氧化钨作为研究最为广泛深入的一类无机电致变色材料，在无色透明电解质及外加电场作用下仅能实现无色到蓝色的颜色变化，单调的颜色变化限制了其应用范围。对器件进行结构设计与优化能够改善氧化钨变色单一的缺陷，实现多彩变化，拓展其应用范围。

发明内容

为了克服电致变色器件可切换颜色种类较少的问题，本发明提出一种铁离子电解质的氧化钨基多彩电致变色器件及其制备方法与应用，通过引入有色电解质，扩展氧化钨基电致变色材料的变色范围，该电致变色器件结构简单、制备容易且成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种铁离子电解质的氧化钨基多彩电致变色器件，包括由上至下依次设置的透明导电基底、氧化钨电致变色层、含铁离子有色电解质层(电致变色层与电解质直接接触，确保铁离子能够跨界面传输)、氧化镍对电极层和透明导电基底，其中，含铁离子有色电解质层和氧化钨电致变色层颜色叠加实现多彩电致变色。

一种铁离子电解质的氧化钨基多彩电致变色器件的制备方法，包括以下步骤；

1)制备氧化钨基电致变色层；

2)制备氧化镍对电极层；

3)配置铁离子电解质溶液；

4)组装制备基于铁离子电解质的氧化钨基电致变色器件。

所述步骤1)的具体操作详细工艺参考前期专利【CN110590180B】。

所述步骤2)的具体操作为：

将FTO玻璃用去离子水、丙酮、酒精依次进行清洗并于室温晾干；

配置氧化镍前驱体：将0.1-2g氯化镍、0.05-0.5g柠檬酸和2-20g乙醇混合并充分搅拌得到氧化镍前驱体；

氧化镍前驱体采用溶胶-凝胶法旋涂于FTO玻璃上，具体步骤为：取10-200μL氧化镍前驱体滴于FTO玻璃表面，旋涂参数为转速2000-3000r/min，旋涂时间3-10s，旋涂结束后放置于100-250℃加热板上进行5-10min烘干，随后转移至300-400℃加热板加热30-60min，冷却至室温后即得氧化镍对电极层。

所述步骤3)的具体操作为：

取无水氯化铁溶解于有机溶剂(如乙二醇，丙三醇，乙腈等)，搅拌30min-5h至完全溶解，得到0.6mM-3M氯化铁电解液。

所述步骤4)的具体操作为：