电致变色模组及电致变色窗户的制作方法

[0001]
本实用新型涉及智能家居领域，特别是涉及一种电致变色模组及电致变色窗户。


背景技术：

[0002]
随着电致变色材料的迅速发展，电致变色玻璃也被越来越广泛地运用于智能家居领域。通过改变施加于电致变色玻璃上的电压的方向，能够使电致变色玻璃颜色着色或褪色，以改变电致变色玻璃对光线的吸收和透过能力。由此，将电致变色玻璃运用于窗户等家居设备中时，通过改变电致变色玻璃对光线的吸收能力，能够调节入射到室内的环境光的强弱，进而达到调控室内光强的效果。
[0003]
然而，目前的电致变色玻璃，通常仅设置一个蓄电装置，通过控制蓄电装置输出端的电压方向对电致变色玻璃施加不同方向的电压，导致电路设计复杂，维护不便。


技术实现要素：

[0004]
基于此，有必要针对目前采用一个蓄电装置对电致变色玻璃施加不同方向电压的电路设计复杂，维护不便的问题，提供一种电致变色模组及电致变色窗户。
[0005]
一种电致变色模组，包括：
[0006]
电致变色器件；
[0007]
第一供电组件，用于对所述电致变色器件施加第一方向的电压以使所述电致变色器件变色；
[0008]
第二供电组件，用于对所述电致变色器件施加第二方向的电压以使所述电致变色器件变色，所述第一方向及所述第二方向的方向相反；以及
[0009]
控制组件，用于控制所述第一供电组件及所述第二供电组件的其中一个对所述电致变色器件施加电压。
[0010]
上述电致变色模组，通过控制所述第一供电组件及所述第二供电组件分别对所述电致变色器件施加所述第一方向或所述第二方向的电压，即一组供电组件的输出端仅需对电致变色器件施加一个方向的电压，使所述电致变色模组中的电路设计更简单。同时，设置两组供电组件分别对所述电致变色器件施加电压，两组供电组件之间互不影响，方便所述电致变色模组的维护，提高了电致变色模组的安全性和使用寿命。
[0011]
在其中一个实施例中，所述控制组件包括光敏传感器和控制芯片，所述光敏传感器用于检测环境光光强，并将所述环境光光强信息传输给所述控制芯片，所述控制芯片用于根据所述环境光光强信息控制所述第一供电组件及所述第二供电组件。
[0012]
在其中一个实施例中，所述控制芯片中设置有光强阈值，当所述环境光光强大于所述光强阈值时，所述控制芯片控制所述第一供电组件对所述电致变色器件施加所述第一方向的电压，以使所述电致变色器件着色；当所述环境光光强小于所述光强阈值时，所述控制芯片控制所述第二供电组件对所述电致变色器件施加所述第二方向的电压，以使所述电致变色器件褪色。
[0013]
在其中一个实施例中，所述控制组件还包括第一开关元件及第二开关元件，所述第一开关元件及所述第二开关元件均具有闭合态和断开态，当所述第一开关元件处于闭合态时，所述第一供电组件对所述电致变色器件施加所述第一方向的电压，当所述第二开关元件处于闭合态时，所述第二供电组件对所述电致变色器件施加所述第二方向的电压。
[0014]
在其中一个实施例中，所述第一供电组件包括第一太阳能电池板和第一蓄电装置，所述第一太阳能电池板将太阳能转换为电能，所述第一蓄电装置用于存储所述第一太阳能电池板转换的电能，并对所述电致变色器件施加所述第一方向的电压；
[0015]
所述第二供电组件包括第二太阳能电池板和第二蓄电装置，所述第二太阳能电池板将太阳能转换为电能，所述第二蓄电装置用于存储所述第二太阳能电池板转换的电能，并对所述电致变色器件施加所述第二方向的电压。
[0016]
在其中一个实施例中，所述第一供电组件还包括第一备用电源，所述第一备用电源用于辅助所述第一蓄电装置对所述电致变色器件施加所述第一方向的电压；
[0017]
所述第二供电组件还包括第二备用电源，所述第二备用电源用于辅助所述第二蓄电装置对所述电致变色器件施加所述第二方向的电压。
[0018]
在其中一个实施例中，所述电致变色器件包括沿所述第一方向依次排列的第一导电层、离子存储层、离子传输层、电致变色层和第二导电层，所述离子存储层用于储存离子，所述离子注入所述电致变色层或从所述电致变色层中抽取能够使所述电致变色层变色，所述离子传输层供所述电致变色层及所述离子存储层之间的离子进行传输，所述第一供电组件及所述第二供电组件在所述第一导电层及所述第二导电层之间施加电压。
[0019]
在其中一个实施例中，所述第一供电组件的输出端分别为第一正极和第一负极，所述第一正极与所述第一导电层电性连接，所述第一负极与所述第二导电层电性连接；所述第二供电组件的输出端分别为第二正极和第二负极，所述第二正极与所述第二导电层电性连接，所述第二负极与所述第一导电层电性连接。
[0020]
在其中一个实施例中，当所述第一供电组件对所述电致变色器件施加所述第一方向的电压时，所述离子存储层中的离子经所述离子传输层注入所述电致变色层，使所述电致变色层着色；
[0021]
当所述第二供电组件对所述电致变色器件施加所述第二方向的电压时，所述电致变色层中的离子被抽取并经所述离子传输层进入所述离子存储层，使所述电致变色层褪色。
[0022]
一种电致变色窗户，包括第一玻璃、第二玻璃以及上述任一实施例所述的电致变色模组，所述电致变色器件夹设于所述第一玻璃及所述第二玻璃之间。在所述电致变色玻璃中采用上述电致变色模组，电路设计简单，维护方便。
附图说明
[0023]
图1为本申请一种实施例中电致变色模组的示意图；
[0024]
图2为本申请一种实施例中电致变色模组及蓄电装置的示意图；
[0025]
图3为本申请一种实施例中电致变色窗户的示意图。
[0026]
其中，100、电致变色模组；110、电致变色器件；111、第一基底；112、第一导电层；113、离子存储层；114、离子传输层；115、电致变色层；116、第二导电层；117、第二基底；120、
第一供电组件；121、第一太阳能电池板；122、第一蓄电装置；123、第一正极；124、第一负极；125、第一备用电源；130、第二供电组件；131、第二太阳能电池板；132、第二蓄电装置；133、第二正极；134、第二负极；135、第二备用电源；140、控制组件；141、光敏传感器；142、控制芯片；143、第一开关元件；144、第二开关元件；145、第三开关元件；150、第一方向；160、第二方向；200、电致变色窗户； 210、第一玻璃；220、第二玻璃。
具体实施方式
[0027]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0028]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0029]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0030]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0031]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0032]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0033]
请参见图1，图1示出了本申请一些实施例中电致变色模组100的示意图，电致变色模组100包括电致变色器件110、第一供电组件120、第二供电组件130及控制组件140。电致
变色器件110内设置有电致变色材料，对电致变色器件110施加不同方向的电压，能够使电致变色器件110的颜色发生改变，例如，在一些实施例中，对电致变色器件110施加第一方向150的电压，能够使电致变色器件110的着色，而对电致变色器件110施加与第一方向150方向相反的第二方向160的电压，能够使电致变色器件110的褪色。第一供电组件120及第二供电组件130均用于对电致变色器件110施加电压，其中，第一供电组件120用于对电致变色器件110施加第一方向150的电压，第二供电组件130用于对电致变色器件110施加第二方向160的电压。而控制组件140用于对第一供电组件120及第二供电组件130进行控制，使第一供电组件120及第二供电组件130的其中一个对电致变色器件110施加电压。即通过控制组件140的控制，在同一时间内，第一供电组件120及第二供电组件130中仅其中一个对电致变色器件110施加电压，又即在同一时间内，电致变色器件110上仅施加有第一方向150及第二方向160中其中一个方向的电压。
[0034]
上述电致变色模组100，通过控制第一供电组件120及第二供电组件130分别对电致变色器件110施加第一方向150或第二方向160的电压，即一组供电组件的输出端仅需要对电致变色器件110施加一个方向的电压，相对于一组供电组件的输出端能够对电致变色器件110施加两个相反方向的电压而言，电路设计更简单，能够极大降低电路的复杂程度。另外，若使一组供电组件的输出端能够对电致变色器件110施加两个相反方向的电压，当供电组件中其中一个方向的电压对应的线路损坏时，通常会导致另一个方向的电压对应的线路同时损坏，增加维护成本，且电路设计的复杂化也会进一步提升维护的难度。而通过控制两组供电组件分别对电致变色器件110施加第一方向150或第二方向160的电压，两组供电组件之间互不影响，方便电致变色模组100的维护，提高了电致变色模组100的安全性和使用寿命。
[0035]
需要说明的是，在本申请中，描述使电致变色器件110变色，可理解为使电致变色器件110着色或褪色，由此改变电致变色器件110的透光率，进而改变电致变色器件110对光线的调节功能。例如，在一些实施例中，电致变色器件110运用于电致变色窗户200上，则当电致变色器件110的着色时，从室外经电致变色窗户200射入室内的环境光光强减小，而当电致变色器件110褪色时，从室外经电致变色窗户200射入室内的环境光光强增大，由此实现对室内光强的调节功能。并且，在本申请中，描述使电致变色器件110着色，既可以是使透明的电致变色器件110着色，也可以是使具有较浅颜色的电致变色器件110变为较深颜色，而描述电致变色器件110褪色，既可以是使具有颜色的电致变色器件110褪色变成透明，也可以是使具有较深颜色的电致变色器件110变为较浅颜色。
[0036]
进一步地，在一些实施例中，控制组件140包括光敏传感器141和控制芯片142，光敏传感器141能够检测环境光光强，并将环境光光强信息转化为电信号传输给控制芯片142，控制芯片142根据环境光光强信息控制第一供电组件120及第二供电组件130的其中一个对电致变色器件110施加电压。
[0037]
具体地，在一些实施例中，当第一供电组件120对电致变色器件110施加第一方向150的电压时，电致变色器件110着色，而当第二供电组件130对电致变色器件110施加第二方向160的电压时，电致变色器件110褪色。并且，当电致变色器件110用于电致变色窗户上时，光敏传感器141设置于室内，用于检测室内环境的光强。而控制组件140中设置有一光强阈值，当光敏传感器141检测到的环境光光强大于光强阈值时，即可理解为此时室内环境的
光强较强，则控制组件140控制第一供电组件120对电致变色器件110施加第一方向150的电压，使电致变色器件110着色，进而使从室外经电致变色器件110射入室内的室外环境光光强减小，以此将室内光强控制在一定程度上，避免室内的光强过大而引起人体不适。另外，当环境光光强小于光强阈值时，即可理解为此时室内环境的光强较弱，则控制组件140控制第二供电组件130对电致变色器件110施加第二方向160的电压，使电致变色器件110褪色，进而使从室外经电致变色器件110射入室内的室外环境光光强增强，以此避免室内的光强过小影响视觉效果。
[0038]
当然，当电致变色器件110中采用不同的电致变色材料时，电致变色器件110对不同方向的电压还能够有不同的变色效应。例如，在另一些实施例中，当第一供电组件120对电致变色器件110施加第一方向150的电压时，电致变色器件110褪色，而当第二供电组件130对电致变色器件110施加第二方向160的电压时，电致变色器件110着色。此时，当光敏传感器141检测到的环境光光强大于光强阈值时，控制组件140控制第二供电组件130对电致变色器件110施加第二方向160的电压，而当光敏传感器141检测到的环境光光前小于光强阈值时，控制组件140控制第一供电组件120对电致变色器件110施加第一方向150的电压，以此实现将室内环境的光强控制在一定范围内，使室内光强不会过大或过小。
[0039]
可以理解的是，在本申请中，供电组件通过两个输出端向电致变色器件110施加电压，且两个输出端分别为正极和负极，第一方向150的电压可理解为供电组件的正极指向负极的方向与第一方向150相同，而第二方向160的电压可理解为供电组件的正极指向负极的方向与第二方向160相同。
[0040]
另外，在另一些实施例中，当电致变色器件110运用于电致变色窗户上时，光敏传感器141也可设置于室外，用于检测室外环境光光强，而控制芯片142根据室外环境光光强控制电致变色器件110的变色。更具体地，在一些实施例中，当室内的光强主要来自于室内光源，室外光源仅对室内光源起辅助照明时，可将光敏传感器141设置于室内，根据室内环境的光强控制电致变色器件110的变色，而当室内的光强主要来自于室外环境光时，可将光敏传感器141设置于室外，根据室外环境光光强控制电致变色器件110的变色。并且，可以理解的是，光敏传感器141设置的光强阈值不限，具体可根据室内照明要求以及用户个人要求设置，当需要室内环境的光强较大时，则光强阈值可相对增加，而当需要室内环境的光强较小时，则光强阈值可相对减小。
[0041]
当然，在一些实施例中，还可通过人为控制第一供电组件120或第二供电组件130对电致变色器件110施加电压，以满足不同用户的更多需求。具体地，在一些实施例中，控制组件140还包括第一开关元件143、第二开关元件144以及第三开关元件145，且开关元件均具有闭合态和断开态。其中，第三开关元件145设置于光敏传感器141及控制芯片142的线路之间，当第三开关元件145为闭合态时，光敏传感器141与控制芯片142连通，控制芯片142根据光敏传感器141检测的环境光光强控制第一供电组件120及第二供电组件130，当第三开关元件145为断开态时，光敏传感器141与控制芯片142之间的电性连接断开。并且，当光敏传感器141与控制芯片142之间的电性连接断开时，若第一开关元件143处于闭合态时，第一供电组件120对电致变色器件110施加第一方向150的电压，若第二开关元件144处于闭合态时，第二供电组件130对电致变色器件110施加第二方向160的电压。
[0042]
由此，当需要人为控制电致变色器件110的变色时，可将第三开关元件145断开，并
人为控制第一开关元件143及第二开关元件144的其中一个处于闭合态，进而实现人为控制电致变色器件110的变色。当然，此时在同一时间内，需保证第一开关元件143及第二开关元件144仅其中一个处于闭合态，而另一个处于开关态，即同一时间内，第一开关元件143及第二开关元件144的状态应该相反，以避免第一供电组件120及第二供电组件130之间相互干涉。
[0043]
进一步地，在一些实施例中，第一供电组件120包括第一太阳能电池板121和第一蓄电装置122，而第二供电组件130包括第二太阳能电池板131和第二蓄电装置132。第一太阳能电池板121及第二太阳能电池板131均设置于室外光照充裕的区域，用于将太阳能转换为电能。第一蓄电装置122用于储存第一太阳能电池板121转换的电能，并对电致变色器件110施加第一方向150的电压，第二蓄电装置132用于储存第二太阳能电池板131转换的电能，并对电致变色器件110施加第二方向160的电压。采用太阳能电池板作为供电组件的电源，能够充分利用可再生能源，节省电致变色器件110的工作成本。另外，可以理解的是，采用太阳能电池板转换的电能有限，传统的采用一组供电组件对电致变色器件110施加不同方向的电压时，供电组件持续地工作容易因电能不足而无法正常运行，影响电致变色模组100的性能。而本申请的电致变色模组100，采用两组供电组件分别对电致变色器件110施加两个方向的电压，当其中一组供电组件对电致变色器件110施加电压时，另一组供电组件不供电，由此，两组供电组件交替对电致变色器件110施加电压，能够更好地避免因太阳能电池板转换的电能不足而影响电致变色模组100的正常运行的情况。
[0044]
更进一步地，在一些实施例中，第一供电组件120还包括第一备用电源125，第一备用电源125与第一蓄电装置122电性连接，用于辅助第一蓄电装置122对电致变色器件110施加第一方向150的电压。例如，在阴天或雨天等太阳光照不充分的天气下，第一太阳能电池板121转换的电能不足，容易导致第一蓄电装置122对电致变色器件110施加的电压不足，此处，通过第一备用电源125对第一蓄电装置122进行充电，能够保证第一蓄电装置122的正常运行。同理，在一些实施例中，第二供电组件130还包括第二备用电源135，用于辅助第二蓄电装置132对电致变色器件110施加第二方向160的电压，防止第二蓄电装置132电压不足而影响电致变色模组100性能的情况。
[0045]
请参见图1和图2，图2示出了本申请一些实施例中电致变色器件110的示意图，电致变色器件110包括沿第一方向150依次排列的第一基底111、第一导电层112、离子存储层113、离子传输层114、电致变色层115、第二导电层116以及第二基底117。其中，第一基底111及第二基底117可以为塑料或玻璃，用于承载以及保护夹设于第一基底111及第二基底117之间的层结构。第一导电层112及第二导电层116与第一蓄电装置122及第二蓄电装置132电性连接，第一蓄电装置122及第二蓄电装置132通过第一导电层112及第二导电层116在夹设于第一导电层112及第二导电层116之间的层结构施加电压。离子存储层113用于存储能够使电致变色层115变色的离子（图未示出），电致变色层115中设置有电致变色材料，当离子从离子存储层113注入电致变色层115，或从电致变色层115被抽取并进入离子存储层113时，均会使电致变色层115变色。离子传输层114用于供电致变色层115及离子存储层113之间的离子进行交换。
[0046]
需要说明的是，在一些实施例中，第一供电组件120通过第一蓄电装置122的两个输出端输出电压，第一蓄电装置122的两个输出端分别为第一正极123和第二负极134，且当
第一蓄电装置122对电致变色器件110施加第一方向150的电压时，第一正极123与第一导电层112电性连接，第一负极124与第二导电层116电性连接。同理，第二蓄电装置132的两个输出端分别为第二正极133及第二负极134，且第二正极133与第二导电层116电性连接，第二负极134与第一导电层112电性连接。
[0047]
具体地，在一些实施例中，电致变色层115中的变色材料可以为三氧化钨、氧化镍等无机电致变色材料，也可以为聚噻吩类化合物及其衍生物、紫罗精类化合物、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等有机电致变色材料。而离子存储层113储存的离子可以为氢离子、锂离子、钠离子或钾离子等。离子传输层114的材料可以为液态电介质、凝胶电解质或固体电介质等材料。第一导电层112及第二导电层116的材料可以为金属或有机高分子导电材料等具备优良导电性能的材料。
[0048]
并且，在一些实施例中，当电致变色层115中的电致变色材料为阴极电致变色材料时，若离子存储层113中存储的离子经离子传输层114注入电致变色层115，会使电致变色层115着色，而若离子从电致变色层115中被抽取并经离子传输层114进入离子存储层113时，电致变色层115褪色。例如，在一些实施例中，电致变色层115中的电致变色材料为阴极电致变色材料三氧化钨，而离子为锂离子。此时，当第一蓄电装置122对电致变色器件110施加第一方向150的电压时，离子存储层113中的离子在电压的作用下注入电致变色层115中使电致变色层115着色。而当第二蓄电装置132对电致变色器件110施加第二方向160的电压时，离子从电致变色层115被抽取并进入离子存储层113中，使电致变色层115褪色。
[0049]
当然，电致变色层115中的电致变色材料改变时，离子对电致变色层115的颜色也能够有不同的影响。例如，在一些实施例中，电致变色层115中电致变色材料为氧化镍等阳极电致变色材料，而离子为锂离子。此时，当第二蓄电装置132对电致变色器件110施加第二方向160的电压时，离子从电致变色层115被抽取并进入离子存储层113，会使电致变色层115着色，而当第一蓄电装置122对电致变色器件110施加第一方向150的电压时，离子从离子存储层113中注入电致变色层115，会使电致变色层115褪色。可以理解的是，此时，当光敏传感器141检测的环境光光强大于光强阈值时，控制芯片142控制第二蓄电装置132对电致变色器件110施加第二方向160的电压；而当光敏传感器141检测的环境光光强小于光强阈值时，控制芯片142控制第一蓄电装置122对电致变色器件110施加第一方向150的电压。
[0050]
进一步地，请参见图1和图3，在一些实施例中，电致变色模组100可运用于电致变色窗户200上，通过改变电致变色器件110的颜色，改变电致变色窗户200的颜色，进而使电致变色窗户200具备调节室内环境光强的效果。具体地，电致变色窗户200可包括第一玻璃210和第二玻璃220，电致变色器件110夹设于第一玻璃210及第二玻璃220之间，第一玻璃210及第二玻璃220对电致变色器件110起保护作用。可以理解的是，此时第一供电组件120及第二供电组件130的输出端需通过引线延伸入第一玻璃210及第二玻璃220之间，对电致变色层115施加电压。
[0051]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0052]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技
术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。