一种基于复合电极的大尺寸电致变色器件及制备方法与流程

本申请属于电致变色领域，具体涉及一种电致变色器件及制备方法。

背景技术：

1、现有的建筑物外墙玻璃以及汽车玻璃都不能主动调节太阳光的入射强度，需要窗帘以及贴膜来阻挡强烈的阳光辐射。而电致变色器件可以通过外加电压改变玻璃自身的光学透过率，进而主动调控进入内部的太阳光的强度，外观上看起来器件在透明以及有颜色状态之间可逆的切换。电致变色器件的内部结构一般包括五个部分：上透明导电层、离子存储层、电解质层、电致变色层、下透明导电层，其中电致变色材料主要分为无机和有机电致变色材料，无机材料有氧化钨、氧化镍、五氧化二钒、氧化钼等，有机材料包括紫精化合物、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等；电介质层根据所用溶剂的不同主要分为了无机和有机电解质两种，根据物理状态又可以分为液态电解质、固态电解质和凝胶态电解质；离子存储层主要为一些可以吸收电子的薄膜，如对苯醌、二氧化锰、二氧化钛等。

2、对于现有采用了单种导电材料作为透明导电层的技术，在制备大尺寸电致变色器件时，受限于导电层薄膜在大尺寸上的电阻急剧增加，进而引起变色器件的着色和褪色响应时间长、颜色不均匀等问题。

技术实现思路

1、为解决现有电致变色器件在制备大尺寸器件时透明导电层的电阻急剧增加而引起的器件的着色和褪色响应时间长、颜色不均匀问题，本申请提出如下技术方案。

2、一种基于复合电极的大尺寸电致变色器件，由顶衬底层、上透明导电层、电致变色层、下透明导电层、下衬底层层叠而成，其中所述的上透明导电层和/或下透明导电层由金属网格与导电薄膜复合而成。

3、本申请的工作原理为：

4、上透明导电层作为电致变色器件的上电极，下透明导电层作为电致变色器件的下电极，在外加电压下电致变色层发生氧化还原反应，外观上表现为颜色和光学透过率的变化；本申请中使用金属网格与导电薄膜共同组成复合电极，很大程度上提高了导电薄膜的导电性。复合电极中金属网格与金属氧化物薄膜的电阻为并联结构，根据欧姆定律可得复合电极的电阻r＝r1xr2/(r1+r2)，其中r1为金属网格电阻，r2为金属氧化物薄膜的电阻，因此复合电极的电阻明显小于只有金属网格电极或者只有导电薄膜的电阻，尤其在大尺寸电致变色器件结构上提升更为明显。复合电极的电阻大小将直接影响电致变色器件的反应速率，进而影响器件的光学对比度、响应速度等性能。

5、优选的，金属网格采用的材质包括：镁、铝、铁、铜、锌、银、金、镍、钨、锰之一，导电薄膜采用的材质包括：镁氧化物、铝氧化物、铁氧化物、铜氧化物、锌氧化物、银氧化物、金氧化物、镍氧化物、钨氧化物、锰氧化物、ito、fto之一。

6、更进一步的，金属网格由网格单元周期性排列而成，网格单元形状为多边形，网格单元的周期为100nm-10mm，金属网格的线宽和深度范围为100nm-10mm。

7、有益效果为：使用金属网格与导电薄膜复合结构作为电致变色器件中的复合电极可以很大程度上降低导电层结构的电阻，进而提升电致变色的性能；具有大尺寸稳定性好、电阻小、导电性好、光学透过率高的优势。

技术特征：

1.一种基于复合电极的大尺寸电致变色器件，其特征在于：由顶衬底层、上透明导电层、电致变色层、下透明导电层、下衬底层层叠而成，其中所述的上透明导电层和/或下透明导电层由金属网格与导电薄膜复合而成。

2.根据权利要求1所述的基于复合电极的大尺寸电致变色器件，其特征在于：所述金属网格采用的材质包括：镁、铝、铁、铜、锌、银、金、镍、钨、锰之一，导电薄膜采用的材质包括：镁氧化物、铝氧化物、铁氧化物、铜氧化物、锌氧化物、银氧化物、金氧化物、镍氧化物、钨氧化物、锰氧化物之一。

3.根据权利要求1所述的基于复合电极的大尺寸电致变色器件，其特征在于：所述金属网格中的网格单元形状为多边形，网格单元的周期为100nm-10mm，金属网格的线宽和深度范围为100nm-10mm。

4.根据权利要求1所述的基于复合电极的大尺寸电致变色器件，其特征在于：金属网格与导电薄膜的位置关系包括：导电薄膜位于金属网格的中部、导电薄膜位于金属网格的上方、导电薄膜与金属网格上表面平齐、导电薄膜位于金属网格的底部之一。

5.根据权利要求1所述的基于复合电极的大尺寸电致变色器件，其特征在于：所述电致变色层一侧表面设置电解质层。

6.根据权利要求5所述的基于复合电极的大尺寸电致变色器件，其特征在于：所述电解质层一侧表面设置离子存储层。

7.一种基于复合电极的大尺寸电致变色器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

8.一种基于复合电极的大尺寸电致变色器件的制备方法，其特征在于：

9.一种基于复合电极的大尺寸电致变色器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

10.一种基于复合电极的大尺寸电致变色器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

技术总结
本申请属于电致变色器件领域，为解决现有电致变色器件在制备大尺寸器件时透明导电层的电阻急剧增加而引起的器件的着色和褪色响应时间长、颜色不均匀问题，提出一种基于复合电极的大尺寸电致变色器件及制备方法，该器件由顶衬底层、上透明导电层、电致变色层、下透明导电层、下衬底层层叠而成，其中所述的上透明导电层和/或下透明导电层由金属网格与导电薄膜复合而成。使用金属网格与导电薄膜复合结构作为电致变色器件中的复合电极可以很大程度上降低导电层结构的电阻，进而提升电致变色的性能；具有大尺寸稳定性好、电阻小、导电性好、光学透过率高的优势。

技术研发人员：赵世晴,黄文彬
受保护的技术使用者：赵世晴
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13