专利名称：光电致变色器件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及电致变色器件领域，特别涉及一种光电致变色器件及其制备方法。
背景技术：
夏天太阳辐射的热量主要是通过窗户进入室内的，同时人们还需要一定的阳光进入室内以满足视觉的需要。因此为了维持室内的适宜温度并满足室内光线要求，人们需要消耗大量的电能用于冷却由窗户进入室内的太阳辐射热能。电致变色窗能在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化，且耗电量较低，能按照节能和舒适的要求无机械的调控透过窗户的太阳光。由于电致变色窗具有耗能低和变色效果美观的特点，有望成为未来建筑中重要的装饰节能材料。电致变色器件是电致变色窗发挥变色功能的重要部件，现有的电致变色器件通常为五层结构，其依次包括第一导透明电玻璃层(TCO1)、沉积在第一透明导电薄膜层表面的电致变色层(EC)、第二透明电玻璃层(TCO2)、沉积在第二透明导电薄膜层表面的离子储存层(IS)和置于电致变色层和离子储存层之间的离子导电膜或电解液(IC)。电致变色层材料主要为过渡金属氧化物，最常用的为非晶态WO3,以使用WO3材料作为电致变色层为例，电致变色器件的变色机理如下=WO3薄膜在褪色态是透明的，外加电场加在TCOjn T(X)2的电极上，在电场作用下，通过TCO1和T(X)2提供的电子和存贮在IS中的阳离子共同经IC以快离子方式传输共同注入WO3，在电化学还原作用下，钨由正六价还原为正五价，生成蓝色的钨青铜，器件着色；当外加电场反向时，则产生于上述相反的过程，即电子和离子从着色的电致变色层内抽出，钨由正五价氧化为正六价，电致变色层褪色，由此完成一个着色-褪色的过程。电致变色窗虽具有上述优点，但是其需要外加电源，电致变色窗和中心电源之间使用大量复杂的电线连接，由此使得电致变色窗的成本较高，安装也较为复杂。由于染料敏化太阳能电池具有绿色环保、成本低和安装简单的特点，现有技术有将染料敏化太阳能电池与电致变色器件结合在一起制成光致电变色器件，进而进一步降低能耗、成本和简化安装。如Bechinger等在Nature报道一种光电致变色器，其是在TCO导电玻璃上镀一层纳米晶多孔TiO2薄膜，染料吸附在TW2薄膜的空隙中，纳米多孔的WO3电致变色层镀在另一面导电玻璃上作为对电极，中间充有电解液，电解液通常采用含LiI的碳酸丙烯酯。当有阳光照射时，染料分子S吸收入射的光子，由基态跃迁到激发态S*，处于激发态的染料分子S*将电子迅速注入到TiO2导带上，电子通过网络结构扩散到TCO导电玻璃电极上，再通过外电路进入对电极的纳米多孔的WO3中，生成钨青铜，器件着色。在无光时，由于电容作用，会产生与光电压相等但方向相反的电压，促使电子返回到TiA中，Li离子返回到电解质中，WO3褪色。尽管光致电变色器件无需外加电源，省去了诸多复杂的电线连接，但是现有的光致电变色器件颜色切换时间较长，循环性也较差，限制了其应用范围。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种光电致变色器件，该光电致变色器件切换时间短，并且具有较好的循环性能。有鉴于此，本发明提供一种光电致变色器件，包括相应的，本发明还提供一种上述光电致变色器件的制备方法，包括本发明提供一种光电致变色器件，该光电致变色器件包括染料敏化电极、电致变色电极和介于染料敏化电极与电致变色电极之间的电解液。其中染料敏化电极包括第一透明导电衬底，置于所述第一透明导电衬底表面的多孔半导体薄膜和吸附于所述多孔半导体薄膜表面的染料；电致变色电极包括依次设置的有机多孔电致变色薄膜、钼金催化剂层和第二透明导电衬底。上述光电致变色器件中染料敏化电极相当于染料敏化电池的工作电极，电致变色器件中的Pt催化剂层和第二导电衬底同时又相当于染料敏化电池的对电极，Pt催化剂层的作用是使反应x3_+2e_ — 3X_更易进行，保证电解液中τ处于较高的浓度， 以使染料敏化电池具有较好的循环性能，进而保证提高光电致变色器件的循环性能。本发明同时配合采用多孔结构的有机电致变色薄膜作为电致变色薄膜，其不仅为电解液与钼金催化剂层的接触创造了机会，使钼金催化剂能够实现对X3n-+2ne- — 3Xn_这一反应的催化效果，同时其在褪态和着色态切换时间短的特性又进一步的缩短光电致变色器件的颜色切换时间。实验证明，本发明提供的光电致变色器件具有稳定的循环性能，颜色切换时间短；此外，该光电致变色器件还具有较好的透光率差值和光电转换率，特别适合用作电致变色窗的调光玻璃。
图1为本发明提供的光电致变色器件的结构示意图；图2为电致变色电极涂胶示意图；图3为本发明制备的光电致变色器件在637nm波长处透光率和时间的循环曲线；图4为本发明制备的光电致变色器件的电流电压曲线。
具体实施例方式为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。本发明提供了一种光电致变色器件，参见图1所示为本发明提供的光电致变色器件的结构示意图，其包括染料敏化电极1、电解液2和电致变色电极3，电解液2介于染料敏化电极1和电致变色电极3之间，电解液中含有氧化还原电对Χ11—和X3n_。上述结构的光电致变色器件中，染料敏化电极1包括第一透明导电衬底101，置于第一透明导电衬底101表面的多孔半导体薄膜102，和吸附于多孔导电半导体薄膜102表面的染料103，其中，染料103与电解液2相接触。电致变色电极3包括依次设置的有机多孔电致变色薄膜301、钼金(Pt)催化剂层302和第二透明导电衬底303、其中有机多孔电致变色薄膜301与电解液2相接触。使用时将第一透明导电衬底与第二透明导电衬底用带有开关的导线连接，上述光电致变色器件实现自供能变色的原理如下当太阳光照射到染料分子上的时候，染料分子吸收光子变成激发态，向半导体的导带中注入电子，染料失去电子变为离子化的染料分子。在外电路断开的情况下，产生的电子在染料敏化电极积累。离子化的染料分子会被电解液中的xn_还原，xn_发生式(I)反应3Xn_ —X3n-+2ne-(I)，离子化的染料分子又变为可激发的染料分子。随着式(I)反应的进行，电解液中的&-含量增加。由于本发明使用的电致变色薄膜为多孔结构，故电解液可透过多孔电致变色薄膜与Pt催化剂层相接触，电致变色电极的Pt会催化式(II)反应 X3n-+2ne_ —3Xn_(II)，一方面缩短反应(II)的时间，同时使该反应更易进行，Pt在催化反应的同时将有机多孔电致变色薄膜301中的电子抽出，转移到τ和Χ3_氧化还原电对中，此时有机多孔电致变色薄膜被氧化，光电致变色器件的颜色由褪色态转为着色态。一旦外电路处于短路状态，染料敏化电极中积累的电子就会通过外电路流入有机多孔电致变色薄膜，将有机多孔电致变色薄膜还原，此时光电致变色器件由着色态转为褪色态。因此，上述光电致变色器件在太阳光照射的情况下，电极电路处于开路的时候，光电致变色器件处于褪色态，当两个电极处于短路状态的时候，光电致变色器件处于着着色态。上述光电致变色器件中染料敏化电极相当于染料敏化电池的工作电极，电致变色器件中的Pt催化剂层和第二导电衬底同时又相当于染料敏化电池的对电极，因此，染料敏化电极、表面覆有Pt催化剂层的第二导电衬底和电解液构成染料敏化电池。多孔半导体薄膜一方面为染料提供吸附的空间和电子传输的导带，配合染料实现光电转换功能，另一方面作为离子储存层，配合电致变色薄膜实现电致变色功能，因此，第一层导电衬底、多孔半导体薄膜、电致变色薄膜、电解液和第二导电衬底构成电致变色器件。染料敏化电池将吸收的太阳能转换为电能，为电致变色器件提供驱动电压，使电致变色器件无需外加电压便可实现变色功能。Pt催化剂层的作用是使反应(II)更易进行， 保证电解液中χη_处于较高的浓度，以使染料敏化电池具有较好的循环性能，进而保证提高光电致变色器件的循环性能，同时通过缩短反应(II)的时间，进而缩短光电致变色器件的颜色切换时间。上述透明导电衬底优选为TCO玻璃，TCO玻璃是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均勻的镀上一层透明的导电氧化物薄膜(Transparent Conductive Oxide)而形成的组件。上述光电致变色器件中电致变色电极使用的第二透明导电衬底优选使用氧化铟锡(ITO)导电玻璃或氧化锌铝(AZO)导电玻璃，ITO玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用磁控溅射的方法镀上一层氧化铟锡膜。AZO玻璃是通过真空磁控反应溅射工艺将氧化锌铝薄膜镀制于玻璃基片上制得。ITO玻璃和AZO玻璃均具有厚度薄，电阻低的特点。第二透明导电衬底更优选采用厚度较小，方电阻较低的ITO玻璃用以减小光电致变色器件的厚度，提高电致变色性能。电致变色电极中的有机多孔电致变色薄膜的主要作用是通过氧化还原反应改变整个器件的透光率。相对于无机电致变色薄膜，其在褪色态和着色态两种状态转换时间段， 无需外加电压维持其褪色态或着色态，因此采用有机多孔电致变色薄膜可以在较短的时间内实现颜色的切换，且颜色切换后状态稳定。但是有机多孔电致变色薄膜的耐热性较差，而
6Pt催化剂层需要进行热处理才具有催化活性，本发明将有机多孔电致变色薄膜置于热处理后的Pt催化剂层表面，以保证Pt具有催化活性的同时电致变色薄膜不遭到破坏。此外， 本发明选用有机多孔电致变色薄膜的原因还在于多孔的结构为电解液与Pt的接触提供条件，使Pt能够发挥其催化功能。有机多孔电致变色薄膜优选为聚噻吩衍生物电致变色薄膜、聚吡咯衍生物电致变色薄膜。聚噻吩衍生物电致变色薄膜优选为3，4-(2，2_ 二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜、3,4 -甲基，2-丙基-丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜、 3,4-乙烯二氧噻吩聚合物纤维电致变色薄膜，聚吡咯衍生物电致变色薄膜优选为3，4-(2， 2-二乙基丙烯基二氧基)吡咯聚合物纤维电致变色薄膜。本发明最优选采用3，4-(2，2_ 二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜，其具有较好的电致变色性能，该聚合物纤维薄膜在氧化态为透明，被还原后为深蓝色。选用3，4-(2，2_ 二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜作为电致变色层组装的电致变色器件，在褪色和着色状态间转换时间较短，并且在两种状态下的透光率差较大，在580nm波长处可达到65%以上。此外转换时所需的电压低，一节AAA电池完全足以让其在两种状态下切换。电解液的作用是输送电子，同时提供氧化还原电对，配合染料敏化电极实现其性能。本发明优选选择碘化锂和碘单质的碳酸丙烯酯溶液作为电解液。由于碘单质自身带有颜色，因此本发明还优选控制碘单质的浓度在一较低的范围，以提高玻璃透明状态下的透明度，电解液碘单质浓度优选为0. 0008 0. 0012mol/L，相应控制碘化锂的浓度优选为 0.08 0. 12mol/L。染料敏化电极中染料的功能是将太阳能转换为电能，染料可以为本领域技术人员熟知的类型，优选采用钌配位化合物染料。多孔半导体薄膜优选采用纳米二氧化钛薄膜。 第一透明导电衬底更优选采用氟掺杂氧化锡导电膜(FTO)玻璃或氧化锡锑导电膜(ATO)玻璃。为了便于电子传输，染料敏化电极的多孔半导体薄膜需要在较高温度进行热处理，使半导体晶型转变，进而保证半导体薄膜实现电子传输功能。以纳米二氧化钛为例，其需要将纳米二氧化钛薄膜进行热处理使纳米二氧化钛的晶型转变为成锐钛矿型，而FTO玻璃与ATO 玻璃耐热性能好，热稳定性高，因此本发明选用FTO玻璃和ATO玻璃作为第一透明导电衬底。更优选采用耐热性能更加优异的FTO玻璃，赋予光电致变色器件以稳定的电致变色性能。相应的，本发明还公开了一种上述光电致变色器件的制备方法，包括如下步骤在第一透明导电衬底表面涂覆多孔半导体薄膜后进行热处理，然后在纳多孔半导体薄膜表面吸附染料，得到染料敏化电极；在第二透明导电衬底表面涂覆钼金催化剂凝胶后进行热处理，氧化铟锡表面形成钼金催化剂层；在所述钼金催化剂层表面电聚合有机多孔电致变色薄膜，得到电致变色电极；将所述电致变色电极、电解液和染料敏化电极进行组装，得到依次包括电致变色电极、电解液和染料敏化电极的光电致变色器件。由上述方法可知，本发明是首先制备出电致变色电极和染料敏化电极，然后再进行组装。其中电致变色电极的制备是首先在第二透明导电衬底表面制备钼金催化剂层，然后在钼金催化剂层表面电聚合有机多孔电致变色薄膜。在第二透明导电衬底制备钼金催化剂层具体为首先在第二透明导电衬底表面涂覆钼金催化剂凝胶，然后进行热处理，在热处理过程中Pt被激活产生催化活性。此步热处理工序中，热处理温度优选为120 150°C，时间优选为15 20min，热处理后第二透明导电衬底表面便形成Pt催化剂层。形成Pt催化剂层需要在其表面再电聚合有机多孔电致变色薄膜。由于3，4_(2， 2- 二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜具有好的电致变色性能，在褪色和着色状态间转换时间较短，因此本发明优选选用3，4-(2，2_ 二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜制备。本发明优选按照如下方式在Pt催化剂层表面电聚合3，4- O，2- 二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜在乙腈中溶解无水高氯酸锂和3，4-(2，2_ 二甲基丙烯二氧基)噻吩，搅拌均勻后得到单体溶液；采用计时电流法，以覆有钼金层的第二透明导电衬底为工作电极，以银丝为参比电极，钼金片作为对电极，将所述工作电极，参比电极和对电极共同浸入单体溶液中进行镀膜。为了保证镀膜的均勻性，本发明更优选控制单体溶液中高氯酸锂的浓度为0. 06 0. 14mol/L，3，442，2- 二甲基丙烯二氧基)噻吩的浓度为0. 006 0. 014mol/L，镀膜电压设为1. 3V 2V。镀膜完毕后便得到电致变色电极。染料敏化电极的制备过程为首先在第一透明导电衬底表面多孔半导体薄膜，然后进行热处理，热处理后得到表面覆有多空半导体薄膜的第一透明导电衬底，然后在多孔半导体薄膜表面吸附染料，由此得到染料敏化电极。本发明优选采用纳米二氧化钛薄膜作为多空半导体薄膜。其优选按照如下方式制备采用刮刀法在第一透明导电衬底表面涂覆纳米二氧化钛薄膜，具体为采用刮刀法在第一透明导电衬底表面涂覆二氧化钛纳米浆料后进行干燥，干燥温度优选为90 110°C，干燥时间优选为5 15min。在第一透明导电衬底表面涂覆纳米二氧化钛膜后需要对其进行热处理，使二氧化钛晶型转变为成锐钛矿型，进而实现电子传输功能。此步热处理工艺的温度优选为400°C 500°C，时间优选为15 25min。热处理工序后便可进行吸附染料工序，吸附染料工序可以采用本领域技术人员熟知的技术，具体如将热处理后的第一透明导电衬底冷却到室温后浸入染料溶液中进行吸附，染料溶液优选使用甲醇作为溶剂，吸附时间优选为18 36小时，以确保吸附达最大值。电解液优选采用碘化锂和碘单质的碳酸丙烯酯溶液，此种电解液按照如下方法制备在碳酸丙烯酯中溶解碘化锂和碘单质，利用磁力搅拌器搅拌至无颗粒存在，得到电解液。按照上述方法制备出电致变色电极、染料敏化电极和电解液后便可进行组装工序，本发明优选按照如下方式进行组装将胶粘剂用直径为80 120微米的玻璃珠混合均勻后对电致变色电极进行涂敷， 参见图2所示为电致变色电极涂胶示意图，胶粘剂4涂敷在电致变色极的有机多孔电致变色薄膜301边缘，并预留注射口 5 ；将染料敏化电极盖于电致变色电极表面，并使染料敏化电极的多孔半导体薄膜与电致变色电极的有机多孔电致变色薄膜相对，然后将染料敏化电极与电致变色电极夹紧， 待胶粘剂凝固后向注射口内注射电解液，注射完毕后使用胶粘剂将注射口封口。由于胶粘剂中含有直径为80 120微米的玻璃珠，因此在将染料敏化电极和电致变色电极夹紧后，玻璃珠直径即为两个电极之间的空隙的厚度，由此控制电解液的注入量，避免电解液注入量过少影响电子传送，或者电解液注入过多造成的原料浪费和颜色切换时间的加长。按照上述方式组装后便得到光电致变色器件。将光电致变色器件与其它部件组装后便得到光电致变色窗、显示器和后视镜等。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的光电致变色器件进行描述。本发明的保护范围不受以下实施例的限制。以下实施例中的3，4- O，2- 二甲基丙烯二氧基)噻吩O^r0DOT-Me2)，碘化锂，碘单质和碳酸丙烯酯均由Sigma-Aldrich公司提供。染料、钼金催化剂凝胶和二氧化钛纳米颗粒均由瑞士 Solaronix公司提供，染料的型号是Ruthenium 535-4TBA,钼金催化剂凝胶的型号是Pt-Catalyst T/SP，二氧化钛纳米颗粒的型号是Ti-Nanoxide HT。双组分胶由美国汉高乐泰公司提供，型号为9460。实施例1制备电解液制备在碳酸丙烯酯中溶解碘化锂和碘单质，利用磁力搅拌器搅拌至无颗粒存在，得到电解液，电解液中碘化锂的浓度为0. lmol/L，碘单质的浓度为0. OOlmol/ L0制备电致变色电极首先配制单体溶液，在乙腈中溶解无水高氯酸锂和 PProDOT-Me2,浓度分别为0. lmol/L和0. Olmol/L。利用磁力搅拌器搅拌至完全溶解，静置备用；在ITO玻璃上刷上一层钼金催化剂凝胶，在130°C下加热10分钟；冷却至室温后，利用电化学工作站在钼金层上电聚合高分子电致变色薄膜，具体为采用计时电流法，将覆盖钼金层的ITO玻璃作为工作电极，银丝作为参比电极，钼金片作为对电极，一同浸入单体溶液中，钼金催化剂层正对钼金片，镀膜电压设定为1.65V，镀膜时间为4秒，镀膜完毕后得到电致变色电极。制备染料敏化电极在FTO玻璃上利用刮刀法制备一层二氧化钛纳米颗粒薄膜， 然后将此FTO玻璃在100°C下干燥10分钟，再在450°C下烘烤20分钟。将热处理后的FTO 玻璃冷却到室温以后浸入染料溶液中进行吸附，染料溶液是将10毫克染料固体完全溶解在25毫升甲醇中制成，整个吸附过程持续M小时。组装光电致变色器件先将双组份胶同直径为100微米的玻璃珠混合均勻，然后涂在电致变色电极的3，4-(2，2_ 二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜边缘， 并留下一个注射口 ；将染料敏化电极盖在电致变色电极上，使染料敏化电极的纳米二氧化钛膜与电致变色电极的3，4-(2，2-二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜相对，使用夹具夹紧两片电极。待双组份胶凝固后，取下夹具，利用1毫升注射器将电解液通过事先留下的注射口注入两片电极之间，注满后再用双组份胶将注射口封住。组装完毕后得到光电致变色器件。测试本实施例制备的光电致变色器件的电致变色性能，参见图3所示为本发明制备的光电致变色器件在637nm波长处透光率和时间的循环曲线，由图可知，该光电致变色器件具有稳定的循环性能，该光电致变色器件由着色态转换到透明状态能够在4s钟之内完成，由透明状态转换到着色状态能够在Is之内完成，颜色切换时间较短。此外，透过率变化也较大，在637nm波长处，透光率可以从9%变化到47%，透光率变化达38%。测试本实施例制备的光电致变色器件的光电转换性能，参见图4所示为本发明制备的光电致变色器件的电流电压曲线，测试结果显示该光电致变色器件的短路电流密度是 2. 92mA/cm2，断路电压是0. 66V，光电转效率是1. 12%。由上述结果可知，本发明提供的光电致变色器件具有稳定的循环性能，颜色切换时间短；此外，该光电致变色器件还具有较好的透光率差值和光电转换率，特别适合用作电致变色窗的调光玻璃。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种光电致变色器件，其特征在于，包括染料敏化电极、电致变色电极和含有氧化还原电对的电解液，所述电解液介于所述染料敏化电极与电致变色电极之间；所述染料敏化电极，包括第一透明导电衬底，置于所述第一透明导电衬底表面的多孔半导体薄膜和吸附于所述多孔半导体薄膜表面的染料，所述染料与电解液相接触；电致变色电极，包括依次设置的有机多孔电致变色薄膜、钼金催化剂层和第二透明导电衬底，所述有机多孔电致变色薄膜与电解液相接触。
2.根据权利要求1所述的光电致变色器件，其特征在于，所述有机多孔电致变色薄膜为3,4- ，2-二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜、3,4 -甲基，2-丙基-丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜、3，4_乙烯二氧噻吩聚合物纤维电致变色薄膜或 3，4-O，2- 二乙基丙烯基二氧基)吡咯聚合物纤维电致变色薄膜。
3.根据权利要求1所述的光电致变色器件，其特征在于，所述多孔半导体薄膜为纳米二氧化钛薄膜。
4.根据权利要求1所述的光电致变色器件，其特征在于，所述第一透明导电衬底为氟掺杂氧化锡导电膜玻璃或氧化锡锑导电膜玻璃。
5.根据权利要求1所述的光电致变色器件，其特征在于，所述第二透明导电衬底为氧化铟锡导电膜玻璃或氧化锌铝导电膜玻璃。
6.根据权利要求1所述的光电致变色器件，其特征在于，所述电解液为碘化锂和碘单质的碳酸丙烯酯溶液。
7.根据权利要求6所述的光电致变色器件，其特征在于，所述电解液中碘化锂的浓度为 0. 08 0. 12mol/L，碘单质的浓度为 0. 0008 0. 0012mol/L。
8.权利要求1所述光电致变色器件的制备方法，其特征在于，包括在第一透明导电衬底表面涂覆多孔半导体薄膜后进行热处理，然后在所述多孔半导体薄膜表面吸附染料，得到染料敏化电极；在第二透明导电衬底表面涂覆钼金催化剂凝胶后进行热处理，氧化铟锡表面形成钼金催化剂层；在所述钼金催化剂层表面电聚合有机多孔电致变色薄膜，得到电致变色电极；将所述电致变色电极、电解液和染料敏化电极进行组装，得到光电致变色器件。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述多孔半导体薄膜为纳米二氧化钛薄膜。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在第一透明导电衬底表面涂覆多孔半导体薄膜具体为采用刮刀法在第一透明导电衬底表面涂覆纳米二氧化钛浆料后进行干ο
11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在第一透明导电衬底表面涂覆多孔半导体薄膜后进行热处理的温度为400°C 500°C。
12.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述在第二透明导电衬底表面涂覆钼金催化剂凝胶后进行热处理的温度为120 150°C。
13.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述有机多孔电致变色薄膜为3， 4-O，2-二甲基丙烯二氧基)噻吩聚合物纤维电致变色薄膜。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，在所述钼金催化剂层表面电聚合有机多孔电致变色薄膜具体为在乙腈中溶解无水高氯酸锂和3，4-(2，2_ 二甲基丙烯二氧基)噻吩，搅拌均勻后得到单体溶液，所述单体溶液中高氯酸锂的浓度为0. 06 0. 14mol/ L，3，4-(2，2-二甲基丙烯二氧基)噻吩的浓度为0. 006 0. 014mol/L ；采用计时电流法，以覆有钼金层的第二透明导电衬底为工作电极，以银丝为参比电极， 钼金片作为对电极，将所述工作电极、参比电极和对电极均浸入单体溶液中进行镀膜，镀膜电压设为1. 3V 2V。
15.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述组装的过程具体为将胶粘剂与直径为80 120微米的玻璃珠混合均勻后涂敷在电致变色电极边缘，并预留注射口 ；将染料敏化电极盖于电致变色电极表面后将染料敏化电极与电致变色电极夹紧，待胶粘剂凝固后向注射口内注射电解液，注射完毕后使用胶粘剂将注射口封口。
全文摘要
本发明提供一种光电致变色器件及其制备方法，该光电致变色器件包括染料敏化电极、电致变色电极和含有氧化还原电对的电解液，所述电解液介于所述染料敏化电极与电致变色电极之间；染料敏化电极，包括第一透明导电衬底，置于所述第一透明导电衬底表面的多孔半导体薄膜和吸附于所述多孔半导体薄膜表面的染料，所述染料与电解液相接触；电致变色电极，包括依次设置的有机多孔电致变色薄膜、铂金催化剂层和第二透明导电衬底，有机多孔电致变色薄膜与电解液相接触。本发明提供的光电致变色器件具有稳定的循环性能，颜色切换时间短。
文档编号H01G9/20GK102183863SQ20111008500
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者徐春叶, 李梅, 杨树威, 郑建明 申请人:中国科学技术大学