[发明专利]一种电致变色器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电致变色器件及其制备方法，所述电致变色器件包括封胶框、PET垫圈、电致变色层、液态电解质和导电玻璃，其中，PET垫圈可根据器件与电致变色层的形状、大小调节；电致变色层为rGO/NiO复合薄膜，具有疏松多孔形貌，孔径为纳米级别，且rGO均匀负载在NiO薄膜的孔道上。所述制备方法包括rGO/NiO复合材料的合成和电致变色器件的制备。本发明的电致变色器件及其制备方法克服了NiO材料变色速度慢、着色效率低、制备流程复杂以及传统的液态电解质电致变色器件制备方法存在的泄露和漏电流等缺陷。

技术领域

本发明属于电致变色器件制备领域，尤其涉及一种电致变色器件及其制备方法。

背景技术

电致变色(EC)是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件(ECD)。电致变色器件的应用领域非常广泛，可用在建筑节能、军事防伪、信息显示等领域，常见的电致变色器件有智能窗、无眩反光镜、电致变色显示器和存储器等。

氧化镍(NiO)是一类研究较为广泛的电致变色材料，不仅具有优良的电致变色性能，循环稳定性高，而且成本低廉。同其它无机电致变色材料(如TiO₂、MnO₂、WO₃等)相比，NiO的透过率范围可调性更大，多次的循环变色后，电致变色性能损失较小，稳定性良好。但是NiO材料也存在变色速度慢，着色效率低，制备流程复杂等问题。蔡国发等人采用电泳沉积在ITO导电玻璃表面沉积氧化石墨烯(GO)，在氩气气氛下还原为石墨烯；NiO/石墨烯复台材料是以制备的石墨烯/ITO玻璃为基底通过化学浴沉积法制备的，该制备方法工艺比较复杂，且仅研究了薄膜电致变色性能，没有组装为器件进行研究。

电致变色器件(ECD)常见的典型结构是由多种类型的材料集成类似电池的层状结构，包括两侧玻璃基板或者柔性基板的透明导电材料，电致变色材料和电解质材料组成的5层结构，可表述为透明导电基板(TC)/电致变色层(EC)/电解质(EL)/对电极(CE)/透明导电基板(TC)。液态电解质由于具有高的离子导电率、高的透明度以及较低的成本等优点，在实际的电致变色器件制备中应用十分的广泛，但是潜在的泄露和安全问题(漏电流)大大限制了液态电解质的电致变色器件的商业化应用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电致变色器件及其制备方法，通过水热法和浸渍法制备一种结构不同的rGO/NiO复合薄膜，该方法不需要特殊气氛，制备工艺简单，克服了NiO材料变色速度慢、着色效率低、制备流程复杂以及传统的液态电解质电致变色器件制备方法存在的泄露和漏电流等缺陷。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种电致变色器件，包括封胶框、PET垫圈、电致变色层、液态电解质和导电玻璃，所述PET垫圈可根据器件与电致变色层的形状、大小调节；所述电致变色层为rGO/NiO复合薄膜，具有疏松多孔形貌，孔径为纳米级别，且rGO均匀负载在NiO薄膜的孔道上。

一种电致变色器件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将ITO导电玻璃洗净后真空干燥；将ITO导电玻璃的非导电面和导电面周围用聚酰亚胺胶带包裹，然后通过化学沉积法在ITO导电玻璃未被聚酰亚胺胶带包裹的导电面表面负载NiO薄膜；

步骤2)用改进Hummers法制备得到GO粉末，将制得的GO粉末加入去离子水中配制成GO溶液；将无水乙醇和质量分数为25～28％的浓氨水加入到GO溶液中，充分搅拌后，转移至水热釜中，120～150℃反应12～24h；过滤洗涤后，加入去离子水，配置成rGO悬浮液；

步骤3)采用浸渍法将表面负载有NiO的ITO导电玻璃浸入rGO悬浮液中，重复一次以上进行修饰，得到表面覆有rGO/NiO复合薄膜的ITO导电玻璃，作为工作电极，所述rGO/NiO复合薄膜即为电致变色层；