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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电致变色领域,尤其涉及一种光热调控器件及其制备方法。
技术介绍
1、太阳光主要由可见光和含大量热量的近红外光组成,光热调控器件可以在施加电压时选择性和可逆性地控制进入建筑物和室内空间的可见光和近红外热辐射量,如此可显著降低建筑物能耗,提高居住舒适度。
2、为了实现对近红外和可见光的独立控制,人们开发了大量电致变色光热调控材料。2013年,milliron小组在非晶氧化铌(nbox)中掺入ito纳米晶所制备的纳米复合薄膜开创了电致变色光热调控技术研究的先河,其利用了有意集成在不同电位窗口的可见光选择性成分和近红外光调节成分形成双组分复合材料。双组分电致变色光热调控纳米复合材料通常需要精确、复杂的设计和制造才能形成纳米级的互连开放网络,以促进电解质与近红外以及可见光调制成分的接触。因此,利用单组分材料可加快电致变色光热调控材料的开发。wo3是研究最广泛的单组分电致变色光热调控材料,其具有良好的环保特性、成熟的制备工艺和丰富的原材料来源。但是一般需要制成含氧空位的wo3-x或者纳米结构的wo3才能实现在可见光和近红外光的动态调控。大面积、可控地制备具有高稳定性和均匀性的纳米复合材料和纳米结构薄膜仍然是一个挑战。目前,光热调控器件的制备工艺复杂,且制备获得的光热调控器件无法同时调控可见光、近红外光、中波和长波红外辐射。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术创造旨在提供一种光热调控器件及其制备方法,通过该制备方法获得的光热调控器件可以同时调控可见光、近红外光、中波
2、为达到上述目的,本专利技术创造的技术方案是这样实现的:
3、一种光热调控器件的制备方法,其中包括:
4、采用电子束热蒸发的方法在第一基板上形成第一导电层;
5、采用先进行电子束热蒸发、后在加热设备中退火的方法在第一导电层背离第一基板的一侧形成光热调控层,以制备形成第一层组;
6、采用电子束热蒸发的方法在第二基板上形成第二导电层,以制备形成第二层组;及
7、在第一层组和第二层组之间形成电解质层。
8、进一步的,采用电子束热蒸发的方法在第一基板上形成第一导电层,包括:
9、将第一基板和第一材料放置于电子束镀膜机的容纳腔内,对容纳腔内抽真空至第一设定压强,并在抽真空过程中对容纳腔内进行加热,使容纳腔内的温度上升至第一设定温度,在第一设定温度下,向容纳腔内以设定充氧量持续进行充氧;
10、将电子束打在第一材料上,持续第一设定时间,以使第一材料蒸发并形成于第一基板的待镀膜表面。
11、进一步的,第一设定压强为1×10-3pa~5×10-3pa;和/或
12、第一设定温度为280℃~350℃;和/或
13、设定充氧量为10sccm~30sccm;和/或
14、第一设定时间为2min~5min。
15、进一步的,采用先进行电子束热蒸发、后在加热设备中退火的方法在第一导电层背离第一基板的一侧形成光热调控层,以制备形成第一层组,包括:
16、以第一导电层和第一基板作为衬底,将衬底和第二材料放置于电子束镀膜机的容纳腔内,在室温下对容纳腔内抽真空至第二设定压强;
17、将电子束打在第二材料上,持续第二设定时间,以使第二材料蒸发并形成于衬底。
18、进一步的,采用先进行电子束热蒸发、后在加热设备中退火的方法在第一导电层背离第一基板的一侧形成光热调控层,以制备形成第一层组,还包括:
19、对加热设备内部进行加热,直至加热至第二设定温度;
20、将进行电子束热蒸发后沉积第二材料的衬底放置于加热设备内部,在第二设定温度和空气环境下加热第三设定时间后取出,并冷却至常温。
21、进一步的,在第一层组和第二层组之间形成电解质层,包括:
22、将第一层组和第二层组固化连接,并使第一层组和第二层组之间具有预留空间;及
23、制备电解质溶液,将电解质溶液注入到预留空间内并密封。
24、进一步的,制备电解质溶液,包括:
25、将第三材料溶解于溶剂中,并通过搅拌机进行搅拌;其中,搅拌机在第三设定温度下,以设定搅拌速度搅拌第四设定时间,以使第三材料完全溶解于溶剂中,形成电解质溶液。
26、进一步的,第三设定温度为80℃;和/或
27、设定搅拌速度为400 r/min~1200 r/min;和/或
28、第四设定时间为0.5h~5h;和/或
29、第三材料为高氯酸锂;和/或
30、溶剂为聚碳酸丙烯酯溶剂。
31、一种光热调控器件,采用如上所述的制备方法制备而成,光热调控器件包括依次层叠设置的第一基板、第一导电层、光热调控层、电解质层、第二导电层和第二基板。
32、进一步的,第一基板和第二基板的材料为玻璃;和/或
33、第一导电层和第二导电层的材料为氧化铟锡;和/或
34、光热调控层的材料为三氧化钨;和/或
35、电解质层的材料为无机离子;和/或
36、第一导电层和第二导电层为多晶结构;和/或
37、光热调控层为非晶/纳米晶异质结结构;和/或
38、第一导电层和第二导电层的厚度为50nm~100nm;和/或
39、光热调控层的厚度大于等于100nm。
40、与现有技术相比,本专利技术创造能够取得如下有益效果:本专利技术创造所述的光热调控器件的制备方法,制备方法简单,且所制备的光热调控器件不仅能独立、动态地对可见和近红外光进行出色的选择性调制,在不同的驱动电势下,能展示出亮、冷、暗三种光热调控模式,还能对中波和长波红外辐射进行有效的动态辐射制冷,具有较高的发射率调节能力,从而可以大幅降低室内温度和热目标物体的表面温度。其可以对可见光、太阳辐射、中波和长波红外辐射进行组合调制,调制效果好。
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1.一种光热调控器件的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述采用电子束热蒸发的方法在第一基板上形成第一导电层,包括:
3.根据权利要求2所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述第一设定压强为1×10-3Pa~5×10-3 Pa;和/或
4.根据权利要求1所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述采用先进行电子束热蒸发、后在加热设备中退火的方法在所述第一导电层背离所述第一基板的一侧形成光热调控层,以制备形成第一层组,包括:
5.根据权利要求4所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述采用先进行电子束热蒸发、后在加热设备中退火的方法在所述第一导电层背离所述第一基板的一侧形成光热调控层,以制备形成第一层组,还包括:
6.根据权利要求1所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述在所述第一层组和所述第二层组之间形成电解质层,包括:
7.根据权利要求6所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述制备电解质溶液,包括:
8.根据权利要求
9.一种光热调控器件,其特征在于,采用如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备而成,所述光热调控器件包括依次层叠设置的第一基板、第一导电层、光热调控层、电解质层、第二导电层和第二基板。
10.根据权利要求9所述的光热调控器件,其特征在于,所述第一基板和所述第二基板的材料为玻璃;和/或
...【技术特征摘要】
1.一种光热调控器件的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述采用电子束热蒸发的方法在第一基板上形成第一导电层,包括:
3.根据权利要求2所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述第一设定压强为1×10-3pa~5×10-3 pa;和/或
4.根据权利要求1所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述采用先进行电子束热蒸发、后在加热设备中退火的方法在所述第一导电层背离所述第一基板的一侧形成光热调控层,以制备形成第一层组,包括:
5.根据权利要求4所述的光热调控器件的制备方法,其特征在于,所述采用先进行电子束热蒸发、后在加热设备中退火的方法在所述第一导电层背离所述第一基板的一侧形...
【专利技术属性】
技术研发人员:吕营,有心,刘星元,刘晓新,郭晓阳,王铁男,
申请(专利权)人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,
类型:发明
国别省市:
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