能调节光照度的玻璃温室及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑领域，更具体涉及能调节光照度的玻璃温室及其制作方法。
【背景技术】
[0002]玻璃温室，属于温室大棚的一种，主要是由透光覆盖材料构成，可以种植反季节植物等。可以分为蔬菜玻璃温室、花卉玻璃温室、育苗玻璃温室等。主要由温室基础、温室钢结构和铝合金结构等，温室墙体一般采用玻璃构成。
[0003]然而，现有玻璃温室墙体不能按照需要调节阳光的透过率，这就给生产、科研等造成很大不便。
【发明内容】
[0004]本发明针对【背景技术】存在的问题，提供能自动调节光照度的玻璃温室及其制作方法，其对电致变色器件的结构和制作工艺都进行了改进，使其具有自供能、光电能量转换效率极高、寿命延长的特点，而且通过电致变色器件可以实现根据太阳光的强弱改变自身颜色，从而实现改变透光率的目的。
[0005]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0006]—种能调节光照度的玻璃温室的制作方法，玻璃温室主体由钢化玻璃骨架和基于电致变色器件的玻璃外墙构成，其中电致变色器件的玻璃外墙使用机械的方法固定在温室主体表面，玻璃外墙的制作步骤如下:
[0007](1)W03纳米薄膜材料电致变色电极制备:
[0008]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FT0)薄膜，厚度约为320_360nm ；
[0009]b.对其进行高温退火处理，得到强度较高的FT0导电玻璃，然后按照超纯水、丙酮、乙醇的顺序将FT0导电玻璃依次超声清洗15min，烘干备用；然后，利用磁控溅射法在FT0玻璃上镀W膜，其厚度为200-220nm ；ff膜用作胃03纳米线的生长源；
[0010]c.配制0.2mol/L的钨酸钠水溶液，然后滴加3mol/L的盐酸至不再产生沉淀为止，将所得沉淀经离心洗涤后溶于双氧水中得到透明溶胶，将透明溶胶涂于镀有W膜的ΙΤ0导电玻璃表面，在400-420°C下煅烧40min得到W03晶种层；
[0011 ] d.将上述得到的带有评03晶种层的FT0导电玻璃放入箱式高温炉中，通入Ar保护气，加热至400-420°C，保温4-4.5小时，后自然降温至室温，即得到圆柱形胃03纳米棒阵列薄膜，即得到电致变色电极；
[0012]其中纳米棒长度为0.5-0.6 μ m，纳米棒密度约106/cm2。
[0013](2)改进的ZnO纳米线薄膜光敏电极制备:
[0014]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FT0)薄膜，厚度约为500-525nm，然后对其进行高温退火处理，得到强度较高的FT0导电玻璃，然后用乙醇超声清洗20分钟后再用紫外臭氧清洗机清洗10分钟，取出后在N2气氛中吹干；
[0015]b.将FTO玻璃放入喷金仪中，在FTO表面喷镀一层金膜作为催化剂，金膜厚度约为l-2nm，后对FT0玻璃依照a步骤的方法再次清洗；
[0016]c.采用二水合醋酸锌(Zn (CH3C00) 2-2H20)和乙醇胺(Monoethanolamine)以乙二醇甲醚(2-methoxyethanol)为溶剂，配置成50mM等摩尔比的溶胶，然后在缓慢滴入0.02-0.03倍体积的10g/L的海藻糖水溶液，并搅拌均匀形成均匀混合状态，旋涂到洗净的FT0基底上，旋涂3次以获得连续的纳米粒子薄膜，每次旋涂之间将基板用红外灯加热促进溶剂挥发，最后将基板在大气中385°C退火半小时，形成大面积均匀分布的ZnO纳米粒子种子层，所述种子层的厚度为22-28nm ；
[0017]d.配制0.15M的ZnSOyK溶液，用浓氨水溶液调节pH值到10，将ΙΤ0基板放入溶液中，密封后放入95°C的烘箱，2小时候取出，用去离子水清洗，晾干后即得氧化锌纳米线；
[0018]e.将纯有机吲哚啉染料D102溶解到体积比为1:1的乙睛和叔丁醇的溶液中，浓度为0.5mM，将ZnO纳米线浸泡在D102中，避光保存5小时，取出之后，用无水乙醇冲洗D102敏化后的ZnO纳米线，以充分去除通过物理吸附方式吸附到ZnO纳米线表面的D102分子，得到改进的光敏电极；
[0019](3)电解液制备:
[0020]配成0.1M Lil和0.001M I2的PC溶液，作为自供能电致变色器件的支持电解液。
[0021](4)器件组装:
[0022]将电致变色电极和光敏电极的有效工作面相对，两端留出5mm左右宽度的空白导电玻璃作为预留接入外电路的电极，四周用直径为100 μπι的玻璃珠混合的双组份航空胶涂抹压实，使两个电极间留有ΙΟΟμπι的空间，并在此空间内填充电解液，待胶全部固化后得到自供能电致变色器件。
[0023]—种能调节光照度的玻璃温室的制作方法，玻璃温室主体由钢化玻璃骨架和基于电致变色器件的玻璃外墙构成，其中电致变色器件的玻璃外墙使用机械的方法固定在温室主体表面，玻璃外墙的制作步骤如下:
[0024](1)W03纳米薄膜材料电致变色电极制备:
[0025]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FT0)薄膜，厚度约为360nm ；
[0026]b.对其进行高温退火处理，得到强度较高的FT0导电玻璃，然后按照超纯水、丙酮、乙醇的顺序将FT0导电玻璃依次超声清洗15min，烘干备用；然后，利用磁控溅射法在FT0玻璃上镀W膜，其厚度为200nm ；ff膜用作胃03纳米线的生长源；
[0027]c.配制0.2mol/L的钨酸钠水溶液，然后滴加3mol/L的盐酸至不再产生沉淀为止，将所得沉淀经离心洗涤后溶于双氧水中得到透明溶胶，将透明溶胶涂于镀有W膜的ΙΤ0导电玻璃表面，在420°C下煅烧40min得到W03晶种层；
[0028]d.将上述得到的带有评03晶种层的FT0导电玻璃放入箱式高温炉中，通入Ar保护气，加热至400°C，保温4.5小时，后自然降温至室温，即得到圆柱形W03纳米棒阵列薄膜，即得到电致变色电极；
[0029]其中纳米棒长度为0.5 μ m，纳米棒密度约106/cm2。
[0030](2)改进的ZnO纳米线薄膜光敏电极制备:
[0031]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FT0)薄膜，厚度约为525nm，然后对其进行高温退火处理，得到强度较高的FTO导电玻璃，然后用乙醇超声清洗20分钟后再用紫外臭氧清洗机清洗10分钟，取出后在N2气氛中吹干；
[0032]b.将FTO玻璃放入喷金仪中，在FTO表面喷镀一层金膜作为催化剂，金膜厚度约为lnm，后对FT0玻璃依照a步骤的方法再次清洗；
[0033]c.采用二水合醋酸锌和乙醇胺以乙二醇甲醚为溶剂，配置成50mM等摩尔比的溶胶，然后在缓慢滴入0.03倍体积的10g/L的海藻糖水溶液，并搅拌均匀形成均匀混合状态，旋涂到洗净的FT0基底上，旋涂3次以获得连续的纳米粒子薄膜，每次旋涂之间将基板用红外灯加热促进溶剂挥发，最后将基板在大气中385°C退火半小时，形成大面积均匀分布的ZnO纳米粒子种子层，所述种子层的厚度为22nm ；
[0034]d.配制0.15M的ZnSOyK溶液，用浓氨水溶液调节pH值到10，将ΙΤ0基板放入溶液中，密封后放入95°C的烘箱，2小时候取出，用去离子水清洗，晾干后即得氧化锌纳米线；
[0035]e.将纯有机吲哚啉染料D102溶解到体积比为1:1的乙睛和叔丁醇的溶液中，浓度为0.5mM，将ZnO纳米线浸泡在D102中，避光保存5小时，取出之后，用无水乙醇冲洗D102敏化后的ZnO纳米线，以充分去除通过物理吸附方式吸附到ZnO纳米线表面的D102分子，得到改进的光敏电极；
[0036](3)电解液制备:
[0037]配成0.1M Lil和0.001M I2的PC溶液，作为自供能电致变色器件的支持电解液。
[0038](4)器件组装:
[0039]将电致变色电极和光敏电极的有效工作面相对，两端留出5mm左右宽度的空白导电玻璃作为预留接入外电路的电极，四周用直径为100 μπι的玻璃珠混合的双组份航空胶涂抹压实，使两个电极间留有ΙΟΟμπι的空间，并在此空间内填充电解液，待胶全部固化后得到自供能电致变色器件。
[0040]采用上述制作方法制备得到的玻璃温室。
[0041]选用无机的胃03纳米棒阵列薄膜的好处:
[0042]1)有机电致变色材料存在化学性质不稳定、与衬底粘合不够紧密、抗紫外辐射能力不强等缺点；
[0043]2)无机电致变色材料(三氧化钨、五氧化二钒、氧化镍等)研究较早，技术已经比较成熟，在商业上应用已见有报道。
[0044]采用Au作催化剂，在低温下长有ZnO纳米粒子的种子层上进行水热法生长ZnO纳米线。该种方法生长ZnO纳米工艺条件简单、效率高、能够大面积生长、并且催化剂可以对纳米线的长度和直径等参数进行调控。
[0045]选用ZnO纳米线的好处:
[0046]ZnO为宽禁带N型半