基于電致變色器件的智能電子窗簾及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械領(lǐng)域，更具體涉及基于電致變色器件的智能電子窗簾及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]窗簾一般是由布、麻、鋁片、木片等組成，具有遮陽隔熱和調(diào)節(jié)室內(nèi)光線的作用。包括手動窗簾，自動窗簾等。隨著窗簾的發(fā)展，它已成為居室不可缺少的、功能性和裝飾性完美結(jié)合的室內(nèi)裝飾品。
[0003]然而，現(xiàn)有窗簾仍然主要有開關(guān)的功能，只能完全的使陽光透過或不透過，不能隨意的調(diào)節(jié)陽光的透過率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對【背景技術(shù)】存在的問題，提供基于電致變色器件的智能電子窗簾及其制作方法，其對電致變色器件的結(jié)構(gòu)和制作工藝都進行了改進，增加了自供能的特點，同時利用電致變色原理通過改變電子窗簾的顏色從而實現(xiàn)控制陽光透過率的目的，制得的電致變色器件響應時間較短，光電能量轉(zhuǎn)換效率極高，壽命延長，耐凍性能好，而且本發(fā)明的方法簡單易操作，易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種基于電致變色器件的智能電子窗簾的制作方法，包括:組裝窗簾、電致變色器件和控制器:
[0007]一、控制器的制作步驟如下:
[0008](I)制作可調(diào)開關(guān)，用于連接；
[0009](2)制作控制電路，用于根據(jù)外界光強調(diào)節(jié)施加電致變色器件的電流，當外界光變強時調(diào)大電流，當外界光變?nèi)鯐r調(diào)小電流；
[0010]二、電子窗簾的電致變色器件制作步驟如下:
[0011](I)WO3納米薄膜材料電致變色電極制備:
[0012]a.對特定尺寸的鋼化玻璃表面磁控濺射氟摻雜氧化錫(FTO)薄膜，厚度約為320_360nm ；
[0013]b.對其進行高溫退火處理，得到強度較高的FTO導電玻璃，然后按照超純水、丙酮、乙醇的順序?qū)TO導電玻璃依次超聲清洗15min，烘干備用；然后，利用磁控濺射法在FTO玻璃上鍍W膜，其厚度為200-220nm ；ff膜用作胃03納米線的生長源；
[0014]c.配制0.2mol/L的鎢酸鈉水溶液，然后滴加3mol/L的鹽酸至不再產(chǎn)生沉淀為止，將所得沉淀經(jīng)離心洗滌后溶于雙氧水中得到透明溶膠，將透明溶膠涂于鍍有W膜的ITO導電玻璃表面，在400-420°C下煅燒40min得到WO3晶種層；
[0015]d.將上述得到的帶有WO3晶種層的FTO導電玻璃放入箱式高溫爐中，通入Ar保護氣，加熱至400-420°C，保溫4-4.5小時，后自然降溫至室溫，即得到圓柱形WO3納米棒陣列薄膜，即得到電致變色電極；
[0016]其中納米棒長度為0.5-0.6 μ m，納米棒密度約106/cm2。
[0017](2)改進的ZnO納米線薄膜光敏電極制備:
[0018]a.對特定尺寸的鋼化玻璃表面磁控濺射氟摻雜氧化錫(FTO)薄膜，厚度約為500-525nm，然后對其進行高溫退火處理，得到強度較高的FTO導電玻璃，然后用乙醇超聲清洗20分鐘后再用紫外臭氧清洗機清洗10分鐘，取出后在N2氣氛中吹干；
[0019]b.將FTO玻璃放入噴金儀中，在FTO表面噴鍍一層金膜作為催化劑，金膜厚度約為l-2nm，后對FTO玻璃依照a步驟的方法再次清洗；
[0020]c.采用二水合醋酸鋅(Zn (CH3C00) 2-2H20)和乙醇胺(Monoethanolamine)以乙二醇甲醚(2-methoxyethanol)為溶劑，配置成50mM等摩爾比的溶膠，然后在緩慢滴入0.02-0.03倍體積的10g/L的海藻糖水溶液，并攪拌均勻形成均勻混合狀態(tài)，旋涂到洗凈的FTO基底上，旋涂3次以獲得連續(xù)的納米粒子薄膜，每次旋涂之間將基板用紅外燈加熱促進溶劑揮發(fā)，最后將基板在大氣中385°C退火半小時，形成大面積均勻分布的ZnO納米粒子種子層，所述種子層的厚度為22-28nm ；
[0021 ] d.配制0.15M的ZnSOyK溶液，用濃氨水溶液調(diào)節(jié)pH值到10，將ITO基板放入溶液中，密封后放入95°C的烘箱，2小時候取出，用去離子水清洗，晾干后即得氧化鋅納米線；
[0022]e.將純有機吲哚啉染料D102溶解到體積比為1:1的乙睛和叔丁醇的溶液中，濃度為0.5mM，將ZnO納米線浸泡在D102中，避光保存5小時，取出之后，用無水乙醇沖洗D102敏化后的ZnO納米線，以充分去除通過物理吸附方式吸附到ZnO納米線表面的D102分子，得到改進的光敏電極；
[0023](3)電解液制備:
[0024]配成0.1M LiI和0.0OlM I2的PC溶液，作為自供能電致變色器件的支持電解液。
[0025](4)器件組裝:
[0026]將電致變色電極和光敏電極的有效工作面相對，兩端留出5mm左右寬度的空白導電玻璃作為預留接入外電路的電極，四周用直徑為100 μπι的玻璃珠混合的雙組份航空膠涂抹壓實，使兩個電極間留有10ym的空間，并在此空間內(nèi)填充電解液，待膠全部固化后得到自供能電致變色器件。
[0027]—種基于電致變色器件的智能電子窗簾的制作方法，包括:組裝窗簾、電致變色器件和控制器:
[0028]一、控制器的制作步驟如下:
[0029](I)制作可調(diào)開關(guān)，用于連接；
[0030](2)制作控制電路，用于根據(jù)外界光強調(diào)節(jié)施加電致變色器件的電流，當外界光變強時調(diào)大電流，當外界光變?nèi)鯐r調(diào)小電流；
[0031]二、電子窗簾的電致變色器件制作步驟如下:
[0032](I)WO3納米薄膜材料電致變色電極制備:
[0033]a.對特定尺寸的鋼化玻璃表面磁控濺射氟摻雜氧化錫(FTO)薄膜，厚度約為360nm ；
[0034]b.對其進行高溫退火處理，得到強度較高的FTO導電玻璃，然后按照超純水、丙酮、乙醇的順序?qū)TO導電玻璃依次超聲清洗15min，烘干備用；然后，利用磁控濺射法在FTO玻璃上鍍W膜，其厚度為200nm ；ff膜用作胃03納米線的生長源；
[0035]c.配制0.2mol/L的鎢酸鈉水溶液，然后滴加3mol/L的鹽酸至不再產(chǎn)生沉淀為止，將所得沉淀經(jīng)離心洗滌后溶于雙氧水中得到透明溶膠，將透明溶膠涂于鍍有W膜的ITO導電玻璃表面，在420°C下煅燒40min得到WO3晶種層；
[0036]d.將上述得到的帶有WO3晶種層的FTO導電玻璃放入箱式高溫爐中，通入Ar保護氣，加熱至400°C，保溫4.5小時，后自然降溫至室溫，即得到圓柱形WO3納米棒陣列薄膜，即得到電致變色電極；
[0037]其中納米棒長度為0.5 μ m，納米棒密度約106/cm2。
[0038](2)改進的ZnO納米線薄膜光敏電極制備:
[0039]a.對特定尺寸的鋼化玻璃表面磁控濺射氟摻雜氧化錫(FTO)薄膜，厚度約為525nm，然后對其進行高溫退火處理，得到強度較高的FTO導電玻璃，然后用乙醇超聲清洗20分鐘后再用紫外臭氧清洗機清洗10分鐘，取出后在N2氣氛中吹干；
[0040]b.將FTO玻璃放入噴金儀中，在FTO表面噴鍍一層金膜作為催化劑，金膜厚度約為Inm,后對FTO玻璃依照a步驟的方法再次清洗；
[0041]c.采用二水合醋酸鋅和乙醇胺以乙二醇甲醚為溶劑，配置成50mM等摩爾比的溶膠，然后在緩慢滴入0.03倍體積的10g/L的海藻糖水溶液，并攪拌均勻形成均勻混合狀態(tài)，旋涂到洗凈的FTO基底上，旋涂3次以獲得連續(xù)的納米粒子薄膜，每次旋涂之間將基板用紅外燈加熱促進溶劑揮發(fā)，最后將基板在大氣中385°C退火半小時，形成大面積均勻分布的ZnO納米粒子種子層，所述種子層的厚度為22nm ；
[0042]d.配制0.15M的ZnSOyK溶液，用濃氨水溶液調(diào)節(jié)pH值到10，將ITO基板放入溶液中，密封后放入95°C的烘箱，2小時候取出，用去離子水清洗，晾干后即得氧化鋅納米線；
[0043]e.將純有機吲哚啉染料D102溶解到體積比為1:1的乙睛和叔丁醇的溶液中，濃度為0.5mM，將ZnO納米線浸泡在D102中，避光保存5小時，取出之后，用無水乙醇沖洗D102敏化后的ZnO納米線，以充分去除通過物理吸附方式吸附到ZnO納米線表面的D102分子，得到改進的光敏電極；
[0044](3)電解液制備:
[0045]配成0.1M LiI和0.0OlM I2的PC溶液，作為自供能電致變色器件的支持電解液。
[0046](4)器件組裝:
[0047]將電致變色電極和光敏電極的有效工作面相對，兩端留出5mm左右寬度的空白導電玻璃作為預留接入外電路的電極，四周用直徑為100 μπι的玻璃珠混合的雙組份航空膠涂抹壓實，使兩個電極間留有10ym的空間，并在此空間內(nèi)填充電解液，待膠全部固化后得到自供能電致變色器件。
[0048]采用上述制作方法制備得到的電子窗簾。
[0049]選用無機的胃03納米棒陣列薄膜的好處:
[0050]I)有機電致變色材料存在化學性質(zhì)不穩(wěn)定、與襯底粘合不夠緊密、抗紫外輻射能力不強等缺點；
[0051]2)無機電致變色材料(三氧化鎢、五氧化二釩、氧化鎳等)研究較早，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，在商業(yè)上應用已