[发明专利]储能型可调热辐射的电致-热致变色器件及其制备方法

说明书

本发明公开了储能型可调热辐射的电致‑热致变色器件，从左至右依次为玻璃基底层，离子存储层，电解质层，电致变色层，透明导电层和玻璃基底层，左右两侧的离子存储层与透明导电层之间连接有太阳能电池板光伏器件；储能型可调热辐射的电致‑热致变色器件的制备方法，包括以下步骤：(1)电化学沉积法制备PANI电致变色材料；(2)配制不同浓度的热致变色水凝胶和盐作为混合电解质；(3)组装电致‑热致变色器件。

技术领域

本发明涉及储能型可调热辐射的电致-热致变色器件及其制备方法。

背景技术

我国因建筑损失的能耗约占社会总能耗的30％，并且呈现逐年增长的趋势。因此为实现净零排放的目的，节约建筑能源的损耗成为我国必经之路。窗口的隔热性能较差，是建筑能量损失最为严重的部位，改善窗口的构造和类型可有效节约建筑能源的损耗。智能窗作为可响应外界刺激改变自身光学性质的智能窗口，可以选择性的阻挡和透过太阳光及其辐射的热量，相较于传统的商业玻璃具备优异的节能效果，同时色彩的可调节性也满足了人们对于建筑舒适度的要求。目前研究最为广泛的智能窗包括热致变色、电致变色、光致变色智能窗等。

热致变色智能窗通过响应环境温度的变化实现相转变，可逆的调节太阳光及其辐射的热量。热致变色材料光谱调节范围广，可有效满足建筑节能的需求，但其相变条件对于环境温度的依赖性过大，无法根据人们的需求实现智能化控制相转变。近年来，通过光热转化材料的引入一定程度上有效缩短了热致变色材料的相变响应时间，但依旧无法满足人们对于智能化调控窗口需求。

电致变色智能窗可根据人们的需求通过调控电压的大小可逆的调节窗口的光学性能和色彩变化，同时作为储能单元可将电能存储在电极材料中。但其主要调节太阳光中的可见光部分，忽略占绝大部分太阳光辐射能量的红外光部分(51％)，无法从根本上满足近年来对于建筑节能的需求。进一步研究发现，电致变色材料也可作为光热转化材料，并且通过调节电压的大小改变其掺杂状态，可实现不同的热辐射调节。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供储能型可调热辐射的电致-热致变色器件及其制备方法。

储能型可调热辐射的电致-热致变色器件，从左至右依次为玻璃基底层，离子存储层，电解质层，电致变色层，透明导电层和玻璃基底层，左右两侧的离子存储层与透明导电层之间连接有太阳能电池板光伏器件。

作为进一步改进，所述的透明导电层为ITO、FTO或AZO层。

作为进一步改进，所述的电致变色层为兼具热辐射的电致变色材料，兼具热辐射的电致变色材料包括有机类材料和无机类材料，有机类材料为聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)或聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)，无机类材料为WO3、V2O5或TiO2。

作为进一步改进，所述的电解质层为热致变色凝胶电解质，热致变色凝胶电解质由热致变色凝胶材料和电解质盐复合而成，热致变色凝胶材料包括聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)、羟丙基纤维素(HPC)或羟甲基纤维素(HPMC)，电解质盐包括氯化钾、氯化钠或高氯酸锂。

储能型可调热辐射的电致-热致变色器件的制备方法，包括以下步骤：

(1)电化学沉积法制备PANI电致变色材料：配制电沉积液，含酸性掺杂剂和苯胺单体，以Ag/AgCl为参比电极、铂丝为对电极、洗净的FTO/ITO/AZO导电玻璃为工作电极，设置一定的电压进行沉积；

(2)配制凝胶电解质：配制不同浓度的热致变色水凝胶和盐作为混合电解质；