一种自带太阳能电池的电致变色玻璃的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电致变色玻璃，尤其涉及一种由太阳能电池驱动的电致变色玻璃。
【背景技术】
[0002]电致变色玻璃可广泛应用于绿色节能建筑的门窗玻璃，调节室内光照程度和控制室内温度，满足人们对室内环境的要求，同时做到节省能源。
[0003]CN103345097A(2013-10-9)公开了一种基于EC型电致变色夹胶玻璃的智能调光系统，包括EC型电致变色夹胶玻璃、直流电源、感应装置和控制器，EC型电致变色夹胶玻璃为由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、第二电致变色膜层和第二导电玻璃组成变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃，或由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、离子储存膜层和第二导电玻璃组成变色非互补式EC型电致变色夹胶玻璃，其中的直流电源包括太阳能电池。然而该电致变色夹胶玻璃是通过夹胶粘结而成，并且其绿色环保性还有待改进。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种以太阳能电池直接作为电致变色玻璃进行变色的动力能源、绿色环保的自带太阳能电池的电致变色玻璃。
[0005]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种自带太阳能电池的电致变色玻璃，包括透明基材，它还包括:
至少一层生长在所述透明基材上的下层透明电极；
至少一层生长在所述下层透明电极上的电致变色层；
至少一层生长在所述电致变色层上的离子传导层；
至少一层生长在所述离子传导层上的离子存储层；
至少一层生长在所述离子存储层上的透明电极，所述透明电极同时作为电致变色器件的上电极和透明太阳能电池的阳极；
至少一层生长在所述透明电极上的透明界面层；
至少一层生长在透明界面层上的P型半导体；
至少一层生长在所述P型半导体上的透明N型界面层；
至少一层生长在所述透明N型界面层上的透明太阳能电池阴极。
[0006]本发明的太阳能电池阳极与电致变色玻璃的上层透明电极共用一层透明电极；所述透明太阳能电池阴极、透明N型界面层、P型半导体、透明界面层、太阳能电池阳极组合形成本发明的太阳能电池；所述上层透明电极、离子存储层、离子传导层、电致变色层、下层透明电极和透明基底组合形成本发明的电致变色玻璃；从而本发明在电致变色玻璃的基础上生长了一个透明的专门吸收紫外光和红外光的太阳能电池，以太阳能电池直接作为电致变色玻璃进行变色的部分动力能源，能进一步降低建筑物的运作能耗和电致变色玻璃的工作能耗，更加符合当今无碳节能的需求。本发明形成的透明太阳能电池在550nm的透过率达到75%以上；整个可见光区的平均透过率在70%以上；带有这种太阳能电池的电致变色玻璃可以节约建筑物20-30%的运作能耗。
[0007]
作为优选，所述透明界面层厚度为10_20nm。
[0008]作为优选，所述透明界面层为聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)_聚(苯乙烯磺酸)层。
[0009]作为优选，所述P型半导体为紫外光吸收层、红外光吸收层、或紫外光和红外光吸收层，所述P型半导体厚度为100-200nm ;红外光吸收材料选用吸收光谱为680_850nm的红外光敏聚合物材料，紫外光吸收材料选用富勒烯(石墨球)的衍生物。
[0010]红外光和紫外光是太阳光里很重要的组成部分，这部分光被吸收了，一是可以降低热量传入屋内，紫外吸收可以保护屋内的家具褪色；另一方面产生的太阳能可以降低驱动电致变色玻璃需要的能耗；另外只是吸收红外光和紫外光，器件在整个可见光范围还是透明的，在用途上可以当作窗玻璃使用。
[0011]红外光吸收材料是两种能带间隙很窄的聚合物，PBDTT-FDPP-C12的主吸收峰在780nm左右，而PBDTT-SeDPP的主吸收峰在830nm左右。
[0012]进一步优选地，所述红外光敏聚合物材料为PBDTT-FDPP-C12或PBDTT-SeDPP。
[0013]进一步优选地，所述富勒烯的衍生物为PC61BM,其主要的吸收峰在400nm以下。
[0014]更优选地，所述紫外光、红外光吸收层为PBDTT-FDPP-C12、PBDTT-SeDPP和PC61BM其中的一种或三种材料的任意混合物形成的薄膜。
[0015]作为优选，上层透明电极(太阳能电池阳极)可以是金属氧化物、掺杂金属氧化物包括氧化铟、氧化铟锡(ITO)、掺杂氧化铟、氧化锡、掺杂氧化锡、氧化锌、掺铝氧化锌(AZO)、或氧化钉以及它们的混合物；也可以是导电的透明氮化物包括氮化钛、氮氧化钛、氮化钽以及氧氮化钽等；还可以是任何足够透明的金属或合金；厚度lO-lOOOnm，优选250_350nm。
[0016]更优选地，所述透明太阳能电池阳极为氧化铟锡(ITO)膜。
[0017]作为优选，所述透明N型界面层厚度为15-25nm。透明N型界面层材料优选是二氧化钛材料。
[0018]更优选地，所述透明N型界面层厚度为20nm。
[0019]作为优选，所述透明太阳能电池阴极厚度为100-300nm，所述透明太阳能电池阴极为纳米银和纳米ITO的混合薄膜。
[0020]作为优选，所述透明基材为玻璃或透明塑料基材。
[0021]作为优选，下层透明电极可以是金属氧化物、掺杂金属氧化物包括氧化铟、氧化铟锡(ITO)、掺杂氧化铟、氧化锡、掺杂氧化锡、氧化锌、掺铝氧化锌(AZO)、或氧化钉以及它们的混合物；也可以是导电的透明氮化物包括氮化钛、氮氧化钛、氮化钽以及氧氮化钽等；还可以是任何足够透明的金属或合金；厚度1-1OOOnm,优选250_350nm ；
-作为优选，电致变色层可以是氧化鹤(W03)、氧化银(Nb205)、氧化钛(Ti02)、氧化钼(Mo03 )、氧化铜(CuO)、氧化铬(Cr203 )、氧化锰(Mn203 )、氧化钒(V205 )、氧化钴(Co203 )、氧化镍(Ni203)等；也可以是锂、钠、钾、钒或钛掺杂的各种氧化物以及氧化物的混合物；厚度100-800nm，优选 300-600nm ； 作为优选，离子传导层可以是 Li20、Si02、A1203、Nb203、Ta205、LiTa03、LiNb03、La2Ti07、Li2W04、Zr02、Hf02, LaTi03, SrTi03、BaTi03、Li3N、LiP03、Lil、LiF、Li202 等以及它们的混合物。为进一步减少漏电流，离子传导层可以由两层或多层相同或不同的离子传导材料组成，比如总共90nm的离子传导层，可以由30nm的Li20、30nm的Si02和30nm的Nb203组成，也可以由40nm的Li20、10nm的Si02和40nm的Li20组成；不同膜层的厚度可以是相同的也可以是不同的。离子传导层的整体厚度可以是10到300纳米，优选50到200nm;由于在镀膜过程中不可避免的会形成一些缺陷比如说孔洞，间隙等，多层离子传导层的结构可以让后面镀的膜层堵住前面镀的膜层所产生的缺陷，可以有效的减少由于镀膜缺陷所引起的漏电流，使整个器件变色速度更快，颜色变得更深。以370_χ470_电致变色玻璃为例，只有单层Li2W04离子传导层的器件在3V电压下整片玻璃变色要5分钟，Li20/Li2W04/Li20多层离子传导层器件完全变色只要1-2分钟左右；
作为优选，离子存储层可以是金属氧化物比如氧化fL(V205)、氧化银(Nb205)、氧化镲(N1)、氧化铱(Ir02)、氧化钴、氧化钼以及它们的混合物；厚度100到500nm，优选150到250nm;
离子存储层也可以是阳极电致变色材料，与阴极电致变色材料在着色褪色过程中互补，使电致变色玻璃着色/褪色对比度更高。
【附图说明】
[0022]图1是本发明自带太阳能电池的电致变色玻璃的一种实施例示意图；
图中，1-透明基材；2_下层透明电极；3_电致变色层；4_离