[发明专利]铝酸锂固态离子传导层及制备方法与全固态电致变色器件

说明书

本发明涉及铝酸锂固态离子传导层及其制备方法与含该固态离子传导层的全固态电致变色器件。所述固态离子传导层的化学组成为LiAlO_x，其中x为1～5，优选1.5～2。本发明的固态离子传导层廉价易得，可用于在电致变色器件的第一变色层与第二变色层之间传导锂离子实现电致变色，提高离子传导率及离子传导速率。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种全固态离子导电层材料及制备方法、主要用于电致变色玻璃、器件等技术领域。

背景技术

离子传导层根据薄膜材料的形态可以分为溶液型、凝胶型、固态型等。相比较于包含溶液型和凝胶型的电致变色器件因附着力差，易泄露的问题，固态离子传导层更加拥有研究价值。通常全固态电致变色玻璃包括阴极、第一变色层、离子传导层、第二变色层、介质层以及阳极，通过在阳极或阴极间施加电压，实现离子在第一变色层与第二变色层之间的转移，从而实现全固态电致变色玻璃在着色态与褪色态之间转化。

Ruben Batehns在Solar Energy MaterialsSolar Cell发表的文章(SolarEnergy MaterialsSolar Cell 94(2010)87-105)系统的讲述了目前固态离子传导层通常为无机盐固体电解质和聚合物固体电解质；其中射频电源制备的无机盐固体电解质主要包括过渡金属氧化物和相对应的无机酸盐，如：Nb₂O₃-LiNbO₃；聚合物固体电解质是指将聚合物基体与电解质盐同时溶解在某种溶剂中，然后将所得的溶液涂膜，再经过加热或减压的方式除去有机溶剂，如：聚丙烯酸内脂-LiClO₄。以上使用的制备工艺既复杂有成本，且所制备出的离子传导层存在显色不均匀，稳定性差，光学调节性能差，较慢的响应时间的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种稳定性高、光学调节范围大、响应时间快、提高离子在两个变色层间的传导率和传导速度的固态离子传导层及其制备方法、以及含该固态离子传导层的全固态电致变色器件。

第一方面，本发明提供一种固态离子传导层，所述固态离子传导层的化学组成为LiAlO_x，其中x为1～5，优选为1.5～2。

本发明的固态离子传导层廉价易得，可用于在电致变色器件的第一变色层与第二变色层之间传导锂离子实现电致变色，提高离子传导率及离子传导速率，加快电致变色器件的响应时间，避免阴极或阳极材料与变色层之间的互扩散引起的变色层中的离子流失，稳定性高，可用在汽车防炫后视镜、汽车顶峰窗户以及侧面窗户、节能建筑玻璃、其他移动体车窗上、显示屏、电子纸、隐身伪装等领域。

较佳地，所述固态离子传导层为透明膜层，优选地，所述固态离子传导层的透过率在90％以上。

较佳地，所述固态离子传导层的表面方阻不小于100kΩ/m²。

较佳地，所述固态离子传导层的厚度在100～1000nm，优选200～600nm。

第二方面，本发明提供上述固态离子传导层的制备方法，使用铝锂合金为靶材以直流电源磁控溅射制备，其中，本底真空为1×10^-4～5×10^-2Pa，优选为5×10^-4～5×10^-3Pa，基底温度为0～200℃，优选为20～80℃，镀膜时间为20～60min，工作气压为0.5～5Pa，优选为0.5～3Pa，溅射功率密度为0.5～3.0W/cm²。