基于电致变色器件以调节亮度的路灯及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于照明领域，更具体涉及一种基于电致变色器件以调节亮度的路灯及其制作方法。
【背景技术】
[0002]路灯，是一种给道路提供照明功能的灯具，主要由灯具、电器、光源、灯杆、灯壁、法兰盘等组成。
[0003]然而，现有路灯的灯罩一般不能调节光线的透过率，存在使用不便的问题。
【发明内容】
[0004]本发明针对【背景技术】存在的问题，提供基于电致变色器件以自动调节亮度的路灯及其制作方法，其对电致变色器件的结构和制作工艺都进行了改进，增加了自供能的特点，另外它的光电能量转换效率极高，寿命延长，能够实现通过调节电流实现连续调节路灯亮度的目的。
[0005]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0006]—种基于电致变色器件以调节亮度的路灯的制作方法，该路灯是由灯体和位于灯体外围的一层电致变色外壳构成，电致变色外壳包括电致变色器件和调控装置，具体包括:组装路灯，电致变色器件和调控装置:
[0007]一、调控装置的制作步骤如下:
[0008](I)制作可调开关，用于连接；
[0009](2)制作控制电路，用于实现根据外界光强可以连续调节施加电致变色器件的电流，当外界光变强时调大电流，当外界光变弱时调小电流；
[0010]二、路灯的电致变色器件制作步骤如下:
[0011](I)WO3纳米薄膜材料电致变色电极制备:
[0012]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FTO)薄膜，厚度约为320_360nm ；
[0013]b.对其进行高温退火处理，得到强度较高的FTO导电玻璃，然后按照超纯水、丙酮、乙醇的顺序将FTO导电玻璃依次超声清洗15min，烘干备用；然后，利用磁控溅射法在FTO玻璃上镀W膜，其厚度为200-220nm ；ff膜用作胃03纳米线的生长源；
[0014]c.配制0.2mol/L的钨酸钠水溶液，然后滴加3mol/L的盐酸至不再产生沉淀为止，将所得沉淀经离心洗涤后溶于双氧水中得到透明溶胶，将透明溶胶涂于镀有W膜的ITO导电玻璃表面，在400-420°C下煅烧40min得到WO3晶种层；
[0015]d.将上述得到的带有WO3晶种层的FTO导电玻璃放入箱式高温炉中，通入Ar保护气，加热至400-420°C，保温4-4.5小时，后自然降温至室温，即得到圆柱形WO3纳米棒阵列薄膜，即得到电致变色电极；
[0016]其中纳米棒长度为0.5-0.6 μ m，纳米棒密度约106/cm2。
[0017](2)改进的ZnO纳米线薄膜光敏电极制备:
[0018]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FTO)薄膜，厚度约为500-525nm，然后对其进行高温退火处理，得到强度较高的FTO导电玻璃，然后用乙醇超声清洗20分钟后再用紫外臭氧清洗机清洗10分钟，取出后在N2气氛中吹干；
[0019]b.将FTO玻璃放入喷金仪中，在FTO表面喷镀一层金膜作为催化剂，金膜厚度约为l-2nm，后对FTO玻璃依照a步骤的方法再次清洗；
[0020]c.采用二水合醋酸锌(Zn (CH3C00) 2-2H20)和乙醇胺(Monoethanolamine)以乙二醇甲醚(2-methoxyethanol)为溶剂，配置成50mM等摩尔比的溶胶，然后在缓慢滴入0.02-0.03倍体积的10g/L的海藻糖水溶液，并搅拌均匀形成均匀混合状态，旋涂到洗净的FTO基底上，旋涂3次以获得连续的纳米粒子薄膜，每次旋涂之间将基板用红外灯加热促进溶剂挥发，最后将基板在大气中385°C退火半小时，形成大面积均匀分布的ZnO纳米粒子种子层，所述种子层的厚度为22-28nm ；
[0021 ] d.配制0.15M的ZnSOyK溶液，用浓氨水溶液调节pH值到10，将ITO基板放入溶液中，密封后放入95°C的烘箱，2小时候取出，用去离子水清洗，晾干后即得氧化锌纳米线；
[0022]e.将纯有机吲哚啉染料D102溶解到体积比为1:1的乙睛和叔丁醇的溶液中，浓度为0.5mM，将ZnO纳米线浸泡在D102中，避光保存5小时，取出之后，用无水乙醇冲洗D102敏化后的ZnO纳米线，以充分去除通过物理吸附方式吸附到ZnO纳米线表面的D102分子，得到改进的光敏电极；
[0023](3)电解液制备:
[0024]配成0.1M LiI和0.0OlM 12的PC溶液，作为自供能电致变色器件的支持电解液。
[0025](4)器件组装:
[0026]将电致变色电极和光敏电极的有效工作面相对，两端留出5mm左右宽度的空白导电玻璃作为预留接入外电路的电极，四周用直径为100 μπι的玻璃珠混合的双组份航空胶涂抹压实，使两个电极间留有10ym的空间，并在此空间内填充电解液，待胶全部固化后得到自供能电致变色器件。
[0027]—种基于电致变色器件以调节亮度的路灯的制作方法，该路灯是由灯体和位于灯体外围的一层电致变色外壳构成，电致变色外壳包括电致变色器件和调控装置，具体包括:组装路灯，电致变色器件和调控装置:
[0028]一、调控装置的制作步骤如下:
[0029](I)制作可调开关，用于连接；
[0030](2)制作控制电路，用于实现根据外界光强可以连续调节施加电致变色器件的电流，当外界光变强时调大电流，当外界光变弱时调小电流；
[0031 ] 二、路灯的电致变色器件制作步骤如下:
[0032](I)WO3纳米薄膜材料电致变色电极制备:
[0033]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FTO)薄膜，厚度约为360nm ；
[0034]b.对其进行高温退火处理，得到强度较高的FTO导电玻璃，然后按照超纯水、丙酮、乙醇的顺序将FTO导电玻璃依次超声清洗15min，烘干备用；然后，利用磁控溅射法在FTO玻璃上镀W膜，其厚度为200nm ；ff膜用作胃03纳米线的生长源；
[0035]c.配制0.2mol/L的钨酸钠水溶液，然后滴加3mol/L的盐酸至不再产生沉淀为止，将所得沉淀经离心洗涤后溶于双氧水中得到透明溶胶，将透明溶胶涂于镀有W膜的ITO导电玻璃表面，在420°C下煅烧40min得到WO3晶种层；
[0036]d.将上述得到的带有WO3晶种层的FTO导电玻璃放入箱式高温炉中，通入Ar保护气，加热至400°C，保温4.5小时，后自然降温至室温，即得到圆柱形WO3纳米棒阵列薄膜，即得到电致变色电极；
[0037]其中纳米棒长度为0.5 μ m，纳米棒密度约106/cm2。
[0038](2)改进的ZnO纳米线薄膜光敏电极制备:
[0039]a.对特定尺寸的钢化玻璃表面磁控溅射氟掺杂氧化锡(FTO)薄膜，厚度约为525nm，然后对其进行高温退火处理，得到强度较高的FTO导电玻璃，然后用乙醇超声清洗20分钟后再用紫外臭氧清洗机清洗10分钟，取出后在N2气氛中吹干；
[0040]b.将FTO玻璃放入喷金仪中，在FTO表面喷镀一层金膜作为催化剂，金膜厚度约为Inm,后对FTO玻璃依照a步骤的方法再次清洗；
[0041]c.采用二水合醋酸锌和乙醇胺以乙二醇甲醚为溶剂，配置成50mM等摩尔比的溶胶，然后在缓慢滴入0.03倍体积的10g/L的海藻糖水溶液，并搅拌均匀形成均匀混合状态，旋涂到洗净的FTO基底上，旋涂3次以获得连续的纳米粒子薄膜，每次旋涂之间将基板用红外灯加热促进溶剂挥发，最后将基板在大气中385°C退火半小时，形成大面积均匀分布的ZnO纳米粒子种子层，所述种子层的厚度为22nm ；
[0042]d.配制0.15M的ZnSOyK溶液，用浓氨水溶液调节pH值到10，将ITO基板放入溶液中，密封后放入95°C的烘箱，2小时候取出，用去离子水清洗，晾干后即得氧化锌纳米线；
[0043]e.将纯有机吲哚啉染料D102溶解到体积比为1:1的乙睛和叔丁醇的溶液中，浓度为0.5mM，将ZnO纳米线浸泡在D102中，避光保存5小时，取出之后，用无水乙醇冲洗D102敏化后的ZnO纳米线，以充分去除通过物理吸附方式吸附到ZnO纳米线表面的D102分子，得到改进的光敏电极；
[0044](3)电解液制备:
[0045]配成0.1M LiI和0.0OlM 12的PC溶液，作为自供能电致变色器件的支持电解液。
[0046](4)器件组装:
[0047]将电致变色电极和光敏电极的有效工作面相对，两端留出5mm左右宽度的空白导电玻璃作为预留接入外电路的电极，四周用直径为100 μπι的玻璃珠混合的双组份航空胶涂抹压实，使两个电极间留有10ym的空间，并在此空间内填充电解液，待胶全部固化后得到自供能电致变色器件。
[0048]采用上述制作方法制备得到的路灯。
[0049]选用无机的胃03纳米棒阵列薄膜的好处:
[0050]I)有机电致变色材料存在化学性质不稳定、与衬底粘合不够紧密、抗紫外辐射能力不强等缺点；
[0051]2)无机电致变色材料(三氧化钨、五氧化二钒、氧化镍等)研究较早，技术已经比较成熟，在商业上应用已见有报