固态全无机电致变色玻璃及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电致变色玻璃，特别是涉及一种固态全无机电致变色玻璃及其制备方法。
【背景技术】
[0002]电致变色现象是指材料在外加电场作用下，伴随着H+、Li+、Na+等离子的注入或脱出时发生电化学反应过程，其光学性能由此产生可逆变化，从而实现对光反射、透射、吸收的调控。由电致变色材料做成的器件称为电致变色器件，电致变色器件具有高效、低耗、无污染、智能化等优点，在汽车后建筑、视镜、飞机、轮船等的玻璃窗上均具有广阔的应用前景。电致变色玻璃是常用的电致变色器，其中电致变色玻璃的电解质层是电致变色效应所需离子的传输通道。目前还没有性能优异、变色稳定的建筑调光用固态全无机电致变色玻璃大批量投入市场，主要原因是目前使用的电致变色玻璃的电解质层存在以下问题:一是离子传导率较低，导致变色速率较慢，二是电解质层在循环一段时间后，Li +引起电解质组成、结构发生变化，导致Li+迀移率降低，变色幅度降低。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于，提供一种新型固态全无机电致变色玻璃及其制备方法，所要解决的技术问题是使其电解质层的传导率高，从而更加适于实用。
[0004]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种固态全无机电致变色玻璃，所述的电致变色玻璃的结构包括玻璃基片以及依次沉积在玻璃基片上的透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层，所述的电解质层为非晶态结构的氧化锂薄膜。
[0005]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0006]优选的，前述的固态全无机电致变色玻璃，其中所述的透明导电层为锡掺杂氧化铟或氟掺杂氧化锡，所述电致变色层为氧化钨薄膜，所述离子存储层为镍钨的氧化物。
[0007]优选的，前述的固态全无机电致变色玻璃，其中所述的电致变色玻璃的电解质层的厚度为5_200nm，在可见光范围内的透过率大于80%。
[0008]本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种固态全无机电致变色玻璃的制备方法，所述的电致变色玻璃的电解质层是通过在所述的电致变色层或离子存储层利用磁控溅射氧化锂靶或反应磁控溅射锂靶制得。
[0009]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0010]优选的，前述的固态全无机电致变色玻璃的制备方法，其中所述的利用磁控溅射氧化锂靶制备电解质层包括:向真空室通入氩气，控制氩气的流量为10-50SCCm，保持工作气压0.2_2Pa，开始向电致变色层或离子存储层表面进行溅射镀膜。
[0011 ]优选的，前述的固态全无机电致变色玻璃的制备方法，其中所述的氧化锂靶由氧化锂粉末制备得到。
[0012]优选的，前述的固态全无机电致变色玻璃的制备方法，其中所述的利用反应磁控溅射锂靶制备电解质层包括:向真空室通入氩气和空气，保持氧气和氩气的比例为1:1-1:20，保持工作气压0.2-2Pa，开始向电致变色层或离子存储层表面进行溅射镀膜。
[0013]优选的，前述的固态全无机电致变色玻璃的制备方法，其中所述的电致变色玻璃的电解质层的厚度为5_200nm，在可见光范围内的透过率大于80%。
[0014]借由上述技术方案，本发明固态全无机电致变色玻璃及其制备方法至少具有下列优点:
[0015]1、本发明的氧化锂靶材通过纯度较高的氧化锂粉末制备获得，避免了二次污染；
[0016]2、本发明的电致变色玻璃的电解质层为非晶态的氧化锂，有利于Li+的嵌入与抽出，不会造成电解质结构和组成的改变，从而提高了其电解质层的离子传导率，延长了电致变色玻璃的循环寿命；
[0017]3、本发明的制备方法简单，易于操作。
[0018]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0019]图1是本发明实施例1的固态全无机电致变色玻璃的结构示意图。
[0020]图2是本发明实施例1的固态全无机电致变色玻璃循环次数与透过率的关系。
[0021]图3是本发明实施例2的固态全无机电致变色玻璃循环次数与透过率的关系。
【具体实施方式】
[0022]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用于固态全无机电致变色器件的电解质及其制备方法其【具体实施方式】、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征或特点可由任何合适形式组合。
[0023]本发明的实施例提出一种固态全无机电致变色玻璃，其结构包括玻璃基片以及依次沉积在玻璃基片上的透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层，所述的电解质层为非晶态结构的氧化锂薄膜。所述的透明导电层为锡掺杂氧化铟或氟掺杂氧化锡，所述电致变色层为氧化钨薄膜，所述离子存储层为镍钨的氧化物。所述的电致变色玻璃的电解质层的厚度为5_200nm，在可见光范围内的透过率大于80%。
[0024]本发明的实施例还提出一种固态全无机电致变色玻璃的制备方法，所述的电致变色玻璃的电解质层是通过在所述的电致变色层或离子存储层利用磁控溅射氧化锂靶或磁控溅射锂靶制得;所述的利用磁控溅射氧化锂靶制备电解质层包括:向真空室通入氩气，控制氩气的流量为10-50SCCm，保持工作气压0.2-2Pa，开始向电致变色层或离子存储层表面进行溅射镀膜;所述的氧化锂靶由氧化锂粉末制备得到;所述的利用磁控溅射锂靶制备电解质层包括:向真空室通入氩气和空气，保持氧气和氩气的比例为1:1-1:3，保持工作气压
0.2-2Pa，开始向电致变色层或离子存储层表面进行溅射镀膜。
[0025]实施例1
[0026]在完成固态全无机电致变色玻璃的电致变色层氧化钨的镀膜工艺后，利用磁控溅射氧化锂靶在氧化钨层制备氧化锂薄膜电解质，向真空室通入氩气，控制氩气的流量为20sCCm，保持工作气压0.4Pa，开始向氧化钨表面进行溅射镀膜，通过控制溅射时间使得氧化锂薄膜厚度为20nmo
[0027]本实施例中的固态全无机电致变色玻璃的循环次数与透过率的关系如图2所示，图2中I为褪色态，2为着色态，循环4000次后着色态与褪色态透过率稳定。
[0028]实施例2
[0029]在完成固态全无机电致变色玻璃的离子存储层氧化亚镍的镀膜工艺后，利用磁控溅射氧化锂靶在氧化亚镍层制备氧化锂薄膜电解质，向真空室通入氩气，控制氩气的流量为30sCCm，保持工作气压0.8Pa，开始向氧化亚镍表面进行溅射镀膜，通过控制溅射时间使得氧化锂薄膜厚度为35nm。
[0030]本实施例中的固态全无机电致变色玻璃循环4000次后着色态与褪色态透过率稳定。
[0031]实施例3
[0032]在完成固态全无机电致变色玻璃的电致变色层氧化钨的镀膜工艺后，利用磁控溅射锂靶在氧化钨层制备氧化锂薄膜电解质，向真空室通入氩气和氧气，保持氩气和氧气的比例为2:1，保持工作气压1.0Pa，开始向氧化钨表面进行溅射镀膜，通过控制溅射时间使得氧化锂薄膜厚度为I OOnm ο
[0033]本实施例中的固态全无机电致变色玻璃的循环次数与透过率的关系如图3所示，图3中3为褪色态，4为着色态，循环4000次后着色态与褪色态透过率稳定。
[0034]实施例4
[0035]在完成固态全无机电致变色玻璃的离子储存层氧化亚镍的镀膜工艺后，利用磁控溅射锂靶在氧化亚镍层制备氧化锂薄膜电解质，向真空室通入氩气和氧气，保持氩气和氧气的比例为1.5:1，保持工作气压1.5Pa，开始向氧化亚镍表面进行溅射镀膜，通过控制溅射时间使得氧化锂薄膜厚度为90nm ο
[0036]本实施例中的固态全无机电致变色玻璃循环4000次后着色态与褪色态透过率稳定。
[0037]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种固态全无机电致变色玻璃，其特征在于:所述的电致变色玻璃的结构包括玻璃基片以及依次沉积在玻璃基片上的透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层，所述的电解质层为非晶态结构的氧化锂薄膜。2.根据权利要求1所述的固态全无机电致变色玻璃，其特征在于，所述的透明导电层为锡掺杂氧化铟或氟掺杂氧化锡，所述电致变色层为氧化钨薄膜，所述离子存储层为镍钨的氧化物。3.根据权利要求1-2任一项所述的固态全无机电致变色玻璃，其特征在于，所述的电致变色玻璃的电解质层的厚度为5-200nm，在可见光范围内的透过率大于80%。4.一种固态全无机电致变色玻璃的制备方法，其特征在于，所述的电致变色玻璃的电解质层是通过在所述的电致变色层或离子存储层利用磁控溅射氧化锂靶或反应磁控溅射锂靶制得。5.根据权利要求4所述的固态全无机电致变色玻璃的制备方法，其特征在于，所述的利用磁控溅射氧化锂靶制备电解质层包括:向真空室通入氩气，控制氩气的流量为10-50sCCm，保持工作气压0.2-2Pa，开始向电致变色层或离子存储层表面进行溅射镀膜。6.根据权利要求5所述的固态全无机电致变色玻璃的制备方法，其特征在于，所述的氧化锂靶由氧化锂粉末制备得到。7.根据权利要求4所述的固态全无机电致变色玻璃的制备方法，其特征在于，所述的利用反应磁控溅射锂靶制备电解质层包括:向真空室通入氩气和空气，保持氧气和氩气的比例为1:1-1: 20，保持工作气压0.2-2Pa，开始向电致变色层或离子存储层表面进行溅射镀膜。8.根据权利要求4-7任一项所述的固态全无机电致变色玻璃的制备方法，其特征在于，所述的电致变色玻璃的电解质层的厚度为5_200nm，在可见光范围内的透过率大于80 %。
【专利摘要】本发明是关于一种固态全无机电致变色玻璃及其制备方法，其特征在于：所述的电致变色玻璃的结构包括玻璃基片以及依次沉积在玻璃基片上的透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层，所述的电解质层为非晶态结构的氧化锂薄膜。本发明的电致变色玻璃的电解质层为非晶态的氧化锂，有利于Li+的嵌入与抽出，不会造成电解质结构和组成的改变，从而提高了其电解质层的离子传导率，延长了电致变色玻璃的循环寿命。
【IPC分类】G02F1/155, G02F1/15
【公开号】CN105607374
【申请号】CN201610144186
【发明人】孟政, 刘静, 孟凡禹, 汪洪
【申请人】中国建筑材料科学研究总院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月14日