[发明专利]一种可见-红外独立调控电致变色器件

权利要求书

1.一种可见-红外独立调控电致变色器件，其特征在于，所述可见-红外独立调控电致变色器件的结构包括依序排布的第一透明电极、在第一电压条件下仅调控可见光透过率的第一电致变色层、在第二电压条件下仅调控红外光透过率的第二电致变色层、离子传导层和第二透明电极；第二电致变色层的材料为单斜相VO₂，厚度为20nm-200nm；所述离子传导层为基于紫外辐照固化树脂材料的阳离子传导层；以透明导电玻璃作为第一透明电极，在其表面沉积制备第一电致变色层；通过磁控溅射法，以金属钨、钼或者钛为靶材，溅射气体为氩气和氧气，总压强为0.5 Pa-2.0Pa，氧分压为6％-50％，靶材与透明导电玻璃的距离为10cm-20cm，初始透明导电玻璃温度为室温，施加在所述靶材上的直流电源功率为30W-150W或者功率密度为 0.6W/cm²-3.0W/cm²，使用直流电源沉积 50nm-500nm 的第一电致变色层；继续以V₂O₃为靶材，总压强为0.5Pa-2.0Pa，氧分压为30％-50％，靶材与透明导电玻璃的距离为10cm-20cm，初始透明导电玻璃温度为室温，施加在所述靶材上的直流电源功率为100W-400W或者功率密度为2W/cm²-8.0W/cm²，使用直流电源沉积 20nm-200nm 的第二电致变色层；通过协同调节溅射气压和功率，能够控制第一电致变色层薄膜和第二电致变色层薄膜的表面粗糙度和界面结合力；表面粗糙度越低，第一电致变色层薄膜和第二电致变色层薄膜之间结合越好，离子迁移能力越强；可见-红外独立调控电致变色器件在第二电压条件为0V～1V电压下，红外波长范围内的透过率为10%～80％；可见-红外独立调控电致变色器件在第一电压条件为1V～1.5V电压下，可见光波长范围内最高的光调制范围为60%～72％；红外光调制幅度为60%～70%，完全着色时间为 3s～5s，褪色时间为 1s～3s，着色效率为 30 cm²/C～100cm²/C。

2.根据权利要求1所述的可见-红外独立调控电致变色器件，其特征在于，在第二电压条件下，阳离子仅能迁移并插入第二电致变色层，使得第二电致变色层从红外透过的半导体单斜相结构转变为红外光阻隔的金属四方结构。

3.根据权利要求1所述的可见-红外独立调控电致变色器件，其特征在于，在第一电压条件下，阳离子向第一电致变色层中迁移，实现对可见光的吸收。

4.根据权利要求1所述的可见-红外独立调控电致变色器件，其特征在于，所述第一透明电极和/或第二透明电极的材料为透明导电氧化物或者金属纳米线中的至少一种，厚度100 nm -400 nm，方阻3-100 Ω/cm²，透过率大于75 %。

5.根据权利要求1所述的可见-红外独立调控电致变色器件，其特征在于，所述离子传导层的阳离子的元素为Li、Na、Al、K、Li、Cs、Rb、Mg和Ca中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的可见-红外独立调控电致变色器件，其特征在于，所述可见-红外独立调控电致变色器件还包括位于离子传导层和第二透明电极之间的离子存储层。