用于电致变色装置的对电极的制作方法

背景技术：

技术实现思路

1、本文的实施方案涉及电致变色材料、电致变色堆叠、电致变色装置以及用于制造此类材料、堆叠和装置的方法和设备。在各种实施方案中，对电极材料包括材料(包括镍、钨、铌和氧)的新颖组合物。

2、在所公开的实施方案的一个方面，提供一种制造电致变色堆叠的方法，所述方法包括：形成阴极着色层，所述阴极着色层包括阴极着色电致变色材料；以及形成阳极着色层，所述阳极着色层包括镍钨铌氧化物(niwnbo)。niwnbo材料可具有特定组成。例如，在一些情况下，niwnbo具有介于约1.5:1与3:1之间、或介于约1.5:1与2.5:1之间、或介于约1.8:1与2.5:1之间、或介于约2:1与2.5:1之间、或介于约2:1与3:1之间的ni:(w+nb)原子比。在这些或其他情况下，niwnbo可具有介于约0.1:1与6:1之间、或介于约0.2:1与5:1之间、或介于约0.2:1与1:1之间、或介于约1:1与2:1之间的w:nb原子比。

3、阳极着色层可通过溅射一种或多种溅射靶材以形成niwnbo来形成。所述一种或多种溅射靶材中的至少一种可包括选自由以下组成的组的元素金属：镍、钨和铌。在一些情况下，所述一种或多种溅射靶材中的至少一种可包括合金，所述合金包括两种或更多种选自由以下组成的组的金属：镍、钨和铌。所述一种或多种溅射靶材中的至少一种可在一些情况下包括氧化物。在各种实施方案中，阳极着色层可以是基本上无定形的。

4、阴极着色层和阳极着色层可与彼此直接物理接触形成，而无需在它们之间单独沉积的离子导体层。在一些实施方式中，阳极着色层包括两个或更多个子层，所述子层具有不同的组成和/或形态。在某些实施方案中，阴极着色电致变色材料包括氧化钨(wox)。在一些此类情况中，x可小于3.0。在这些或其他情况中，x可以是至少约2.7。在各种实施方式中，阴极着色层可包括双层或渐变层，并且阴极着色层的一部分关于氧可以是超化学计量的。

5、在所公开的实施方案的另一个方面，提供一种电致变色堆叠，所述电致变色堆叠包括：阴极着色层，所述阴极着色层包括阴极着色电致变色材料；以及阳极着色层，所述阳极着色层包括镍钨铌物(niwnbo)。

6、niwnbo可在一些情况下具有特定组成。例如，niwnbo可具有介于约1.5:1与3:1之间、或介于约1.5:1与2.5:1之间、或介于约1.8:1与2.5:1之间、或介于约2:1与2.5:1之间、或介于约2:1与3:1之间的ni:(w+nb)原子比。在这些或其他情况下，niwnbo可具有介于约0.1:1与6:1之间、或介于约0.2:1与5:1之间、或介于约0.2:1与1:1之间、或介于约1:1与2:1之间的w:nb原子比。阳极着色层可以是基本上无定形的。在一些情况下，阳极着色层可包括第一材料的无定形基质，所述无定形基质具有散布在整个无定形基质中的第二材料的晶畴。

7、阴极着色层可在一些情况下与阳极着色层直接物理接触。在许多实施方案中，阳极着色层包括两个或更多个子层，所述子层具有不同的组成和/或形态。在某些实施方案中，阴极着色材料包括氧化钨(wox)。在一些此类情况中，x可小于3.0。在这些或其他情况中，x可以是至少约2.7。在各种实施方式中，阴极着色层可包括双层或渐变层，并且阴极着色层的一部分关于氧可以是超化学计量的。

8、在所公开的实施方案的另一方面，提供一种用于制造电致变色堆叠的整合式沉积系统，所述系统包括：多个沉积站，所述沉积站串联排列且互连并可操作以使衬底从一个站传到下一个站而不使所述衬底暴露于外部环境，其中所述多个沉积站包括(i)第一沉积站，其含有用于沉积阴极着色层的一种或多种材料源；(ii)第二沉积站，其含有用于沉积阳极着色层的一种或多种材料源，所述阳极着色层包括镍钨铌氧化物(niwnbo)；以及控制器，其含有用于使所述衬底按以下方式穿过所述多个站的程序指令：在所述衬底上沉积(i)所述阴极着色层，和(ii)所述阳极着色层以形成包括至少所述阴极着色层和所述阳极着色层的堆叠。

9、niwnbo可在一些情况下被沉积为包括特定组成。例如，niwnbo可具有介于约1.5:1与3:1之间、或介于约1.5:1与2.5:1之间、或介于约1.8:1与2.5:1之间、或介于约2:1与2.5:1之间、或介于约2:1与3:1之间的ni:(w+nb)原子比。在这些或其他情况下，niwnbo可具有介于约0.1:1与6:1之间、或介于约0.2:1与5:1之间、或介于约0.2:1与1:1之间、或介于约1:1与2:1之间的w:nb原子比。

10、在某些实施方式中，用于沉积阳极着色层的一种或多种材料源中的至少一种包括选自由以下组成的组的元素金属：镍、钨和铌。在这些或其他实施方式中，用于沉积阳极着色层的一种或多种材料源中的至少一种包括合金，所述合金包括两种或更多种选自由以下组成的组的金属：镍、钨和铌。在一些实施方案中，用于沉积阳极着色层的一种或多种材料源中的至少一种包括氧化物。阳极着色层可在一些情况下被沉积为包括特定形态。例如，所述沉积系统可被配置成将阳极着色层沉积为基本上无定形的材料。

11、在这些或其他情况下，整合式沉积系统可被配置成沉积与彼此直接物理接触的阴极着色层和阳极着色层。此外，阳极着色层可被沉积为包括特定结构。在一些实施方案中，例如，控制器可含有用于将阳极着色层沉积为具有不同组成和/或形态的两个或更多个子层的程序指令。阳极着色层的子层可全部沉积在第二沉积站中，但是在一些情况下，阳极着色层的一个或多个子层可沉积在第三沉积站中。在某些实施方案中，阴极着色层包括氧化钨(wox)。在一些此类情况中，x可小于3.0。在这些或其他情况中，x可以是至少约2.7。在各种实施方式中，阴极着色层可包括双层或渐变层，并且阴极着色层的一部分关于氧可以是超化学计量的。

12、在所公开的实施方案的另一方面，提供一种物质组合物，所述物质组合物包括：(a)镍；(b)钨；(c)铌；和(d)氧，其中所述组合物包括介于约1.5:1与3:1之间的ni:(w+nb)原子比和介于约0.1:1与6:1之间的w:nb原子比。

13、在某些实施方案中，ni:(w+nb)原子比可介于约1.5:1与3:1之间、或介于约1.5:1与2.5:1之间、或介于约1.8:1与2.5:1之间、或介于约2:1与2.5:1之间、或介于约2:1与3:1之间。在这些或其他实施方案中，w:nb原子比可介于约0.1:1与6:1之间、或介于约0.2:1与5:1之间、或介于约0.2:1与1:1之间、或介于约1:1与2:1之间。所述组合物可以厚度介于约50-650nm之间的层提供。所述组合物可通过溅射一种或多种溅射靶材来形成。在各种实施方案中，所述组合物响应于施加的阳极电位变得有色。

14、在一些实施方案中，所述组合物是无定形的。在一些情况下，所述组合物被提供为具有遍及分布的纳米晶体的无定形基质。纳米晶体可具有约50nm或更小的平均直径，在一些情况下介于约1-10之间的平均直径。

15、下文将参考相关的附图更详细地描述本发明的这些和其他特征与优点。