一种以重水为溶剂的全液态电致变色器件及其制备方法

本发明涉及电致变色领域，尤其涉及一种以重水为溶剂的全液态电致变色器件及其制备方法。

背景技术：

1、电致变色器件是一种通电后发生明显色彩变化的器件。这种色彩变化作为一种非发光、低功耗显示技术，十分适用于建筑、汽车，室内设计和消费产品等领域。在过去的几十年里，电致变色器件(ecd)在节能建筑、光学信息等领域得到了广泛的应用。然而现有的电致变色器件通常透射调制幅度较小、寿命较短，特别是在施加了高电流密度之后，本发明发明人发现，以水作为溶剂的全液态电致变色器件表面出现了原本不存在的气泡，导致在通电电致变色过程中影响电致变色的效果和器件性能，改变了混合功能层本身的结构和材料，使得该层与原有参数不匹配，进而影响了器件寿命，限制了电致变色器件的应用。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明的首要目的是提供一种以重水为溶剂的全液态电致变色器件及其制备方法，该电致变色器件中采用以重水为溶剂的电致变色液，重水中溶解有偏钨酸铵和一无机电致变色材料，通电时偏钨酸铵中的钨离子向负极移动，迁移至第一透明导电基底附近，得到电子被还原，同时无机电致变色材料提供被氧化后具有氧化性的金属离子，两种离子分别位于第一透明导电基底和第二透明导电基底附近进行反应着色，停止通电后，被氧化和被还原的离子在溶液中均匀混合反应恢复原有价态，器件自行褪色。本发明采用重水作为溶剂，尤其是在高电流密度下的循环寿命测试尤为明显，重水作为溶剂的使用，避免了器件表面气泡的产生，不会对变色层的结构和材料产生改变，没有影响电致变色的效果和器件性能，显著提升了电致变色器件的稳定性、循环寿命和透射调制幅度。本发明的全液态电致变色器件具有灵敏度高、循环稳定性好、成本低廉合成简单的特点，该全液态电致变色液的制备方法经简单的一步混合均匀即可得到，该器件的制备过程中利用毛细封装法将该电致变色液封装进入第一透明基板和第二透明基板的夹层，经密封后即可制得电致变色器件，该过程无需复杂昂贵的气体环境和过程，简单易操作。

2、基于上述目的，本发明至少提供如下技术方案：

3、本发明一方面提供一种以重水为溶剂的电致变色液，其由重水和溶解于重水中的第一无机电致变色材料和第二无机电致变色材料制成，所述第一无机电致变色材料为偏钨酸铵。

4、进一步地，所述第二无机电致变色材料选用氯化亚铁、三氯化铁、三氯化钛、四氯化钛或氯化铜中的一种。

5、进一步地，所述偏钨酸铵的浓度为0.1mol/l至0.2mol/l。

6、进一步地，所述第二无机电致变色材料的浓度为0.1mol/l至0.4mol/l。

7、本发明另一方面提供一种以重水为溶剂的全液态电致变色器件，包括，第一透明导电基底、包含有上述电致变色液的变色层和第二透明导电基底，所述变色层夹设于所述第一透明导电基底和所述第二透明导电基底之间。

8、进一步地，所述第一透明导电基底与所述第二透明导电基底之间设置有夹层，所述电致变色液采用毛细封装法灌装至所述夹层中形成所述变色层。

9、进一步地，所述电致变色器件施加的电流密度为70a/m2至80a/m2。

10、进一步地，所述电致变色器件施加的电流密度为40a/m2至45a/m2。

11、进一步地，所述电致变色器件在通电后变色，在停止通电后颜色逐渐恢复。

12、进一步地，所述第一透明导电基底、第二透明导电基底选用设置有ito、izo或fto的玻璃基底；所述第一透明基板、所述第二透明基板选用玻璃基板。

13、本发明至少具有如下有益效果：本发明的电致变色液经简单的混合均匀即可获得，该电致变色液经简单的毛细封装法灌装至透明导电基底形成的夹层中即可形成全液态电致变色器件，无需复杂昂贵的气体环境和过程，简单易操作。

14、另一方面，本发明的电致变色液采用重水作为溶剂，偏钨酸铵作为主要电致变色材料，该电致变色液用于全液态电致变色器件，显著改善了高电流密度下全液态电致变色器件的透射调制幅度和循环稳定性。

技术特征：

1.一种以重水为溶剂的电致变色液，其特征在于，其由重水和溶解于重水中的第一无机电致变色材料和第二无机电致变色材料制成，所述第一无机电致变色材料为偏钨酸铵。

2.根据权利要求1的所述电致变色液，其特征在于，所述第二无机电致变色材料选用氯化亚铁、三氯化钛或氯化铜中的一种。

3.根据权利要求2的所述电致变色液，其特征在于，所述偏钨酸铵的浓度为0.1mol/l至0.2mol/l。

4.根据权利要求1至3任一项的所述电致变色液，其特征在于，所述第二无机电致变色材料的浓度为0.1mol/l至0.4mol/l。

5.一种以重水为溶剂的全液态电致变色器件，其特征在于，包括，第一透明导电基底、包含有权利要求1的所述电致变色液的变色层和第二透明导电基底，所述变色层夹设于所述第一透明导电基底和所述第二透明导电基底之间。

6.根据权利要求5的所述全液态电致变色器件，其特征在于，所述第一透明导电基底与所述第二透明导电基底之间设置有夹层，所述电致变色液采用毛细封装法灌装至所述夹层中形成所述变色层。

7.根据权利要求5或6的所述全液态电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件施加的高电流密度为70a/m2至80a/m2。

8.根据权利要求5或6的所述全液态电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件施加的中等电流密度为40a/m2至45a/m2。

9.根据权利要求5或6的所述全液态电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件在通电后变色，在停止通电后颜色逐渐恢复。

10.根据权利要求5或6的所述全液态电致变色器件，其特征在于，所述第一透明导电基底、第二透明导电基底选用设置有ito、izo或fto的玻璃基底；所述第一透明基板、所述第二透明基板选用玻璃基板。

技术总结
本发明涉及一种以重水为溶剂的全液态电致变色器件及其制备方法，该电致变色器件包含第一透明导电基底、变色层和第二透明导电基底，所述变色层夹设于所述第一透明导电基底和所述第二透明导电基底之间，所述变色层包含由重水和溶解于重水中的第一无机电致变色材料和第二无机电致变色材料制成的电致变色液，所述第一无机电致变色材料为偏钨酸铵。该电致变色液的使用显著改善了该全液态电致变色器件的透射调制幅度和循环稳定性，所述电致变色液经简单的毛细封装法灌装至透明导电基底形成的夹层中即可获得全液态电致变色器件，无需复杂昂贵的气体环境和过程，该制作方法简单易操作。

技术研发人员：孔思凡,吴奕彤,章勇
受保护的技术使用者：华南师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12