CN108439821A - 一种高性能双频独立调制电致变色薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能双频独立调制电致变色薄膜，以ITO玻璃为基板，在基板上依次制备有图形化的纳米ITO薄膜、WO3薄膜形成的ITO‑WO3复合薄膜。其制备方法为：步骤1：制备ITO感光溶胶膜；步骤2：将ITO感光溶胶膜置于双光束激光曝光***中；步骤3：对ITO感光凝胶膜表面进行照射；步骤4：在曝光后将该凝胶膜置于溶洗剂中，得到纳米ITO图形凝胶薄膜；步骤5：通过热处理得到晶化的纳米ITO图形薄膜；步骤6：制备WO3溶胶；步骤7：制备ITO‑WO3凝胶复合薄膜；步骤8：最后将该复合薄膜进行热处理。本方法具有工艺简单可控的特点，易制备出性能优秀的具有双频独立调制的电致变色薄膜。

Description

一种高性能双频独立调制电致变色薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于透明半导体薄膜制备方法技术领域，具体涉及一种高性能双频独立调制电致变色薄膜；本发明还涉及该高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法。
背景技术
电致变色玻璃因具有采光和隔热的可调谐性，在建筑节能领域具有巨大的应用前景。国内也有很多相关专利，比如，申请号为201621391104.0的专利公开了一种具有高红外反射的电致变色玻璃，其光学透过率可调，可根据人们对室内环境温度的感知自主调整太阳光透过窗户玻璃的光通量，达到智能调节室内环境温度的效果。诸如此类的发明专利都有一个共同特点，即变色仅有两种状态：一种是可见光和近红外光的透明态，另一种是可见光和近红外光的阻隔态。只具有这两种状态的电致变色玻璃难以适应炎热夏季室内作业要求，只有在某一状态下同时拥有高可见光透过率和低近红外透过率的玻璃才拥有采光和阻隔太阳辐射热的双重性能，显然，具有这种性能的玻璃十分适合在炎热夏季进行室内作业。申请号为201280036901.5的专利提出了一种镀膜玻璃，可以满足这一需求。所镀薄膜由过渡金属氧化物与宽禁带半导体复合而成，采用专利中提出的制备方法获得的镀膜玻璃可以拥有三种状态：可见、近红外区透明态；可见、近红外区阻隔态；可见透明但近红外阻隔态。也即该电致变色玻璃拥有了双频(可见频段、近红外频段)独立调制能力。解决了传统电致变色玻璃窗无法适应炎热夏季室内作业的问题。该专利使用胶体化学技术制备这种镀膜玻璃，工艺虽然精细，但纳米级的颗粒在溶液中较难分散，容易团聚，特别是在大批量工业化生产中，这种团聚现象更加普遍，很难解决。此外，宽禁带半导体纳米晶在复合材料内部无序分布，其局域表面等离子耦合变色效应不强，最终导致这种复合材料的双频独立调制能力有进一步提高的可能。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能双频独立调制电致变色薄膜，纳米ITO点阵/光栅均匀有序分布在非晶WO3薄膜中，解决了纳米晶ITO无序排列导致的变色能力不高的问题。
本发明的另一个目的是提供一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，解决了纳米颗粒团聚的问题，获得高性能的电致变色镀膜玻璃，而且可以大面积制膜、更加适合于产业化量产。
本发明所采用的技术方案是：一种高性能双频独立调制电致变色薄膜，以ITO玻璃为基板，在基板上依次制备有图形化的纳米ITO凝胶薄膜、WO3薄膜形成的ITO-WO3复合薄膜。
本发明所采用的另一种技术方案是：一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：
步骤1：将铟的氯化盐/硝酸盐、锡的氯化盐、醇类及化学修饰剂混合，在50～70℃条件下，搅拌1～2h，得到ITO感光溶胶；然后将ITO感光溶胶镀于ITO基板上，在70～90℃条件下烘干形成ITO感光凝胶膜；
步骤2：将ITO感光凝胶膜置于双光束激光***中曝光15～20min；
步骤3：将曝光后的ITO感光凝胶膜置于溶洗剂中溶洗，将未曝光部分溶洗去除，得到图形化的纳米ITO凝胶膜点阵/光栅；
步骤4：进行一定时间的热处理后，得到图形化的纳米ITO点阵/光栅薄膜；
步骤5：将WCl6与醇类混合搅拌1～2h，得到WO3溶胶；
步骤6：在已制备图形化的纳米ITO薄膜样品上制备WO3凝胶薄膜，得到ITO-WO3复合凝胶薄膜；
步骤7：将ITO-WO3复合凝胶薄膜置于200～250℃的条件下热处理0.5～1h，得到ITO-WO3复合薄膜。
本发明的特征在于，
步骤1中，铟的氯化盐、硝酸盐为InCl3·4H2O、InCl3、In(NO3)3或In(NO3)3·4.5H2O中的一种，或以任意比例组成的混合物；锡的氯化盐为SnCl4·5H2O或SnCl2·2H2O中的一种，或两种以任意比例组成的混合物。
步骤1中，醇类为甲醇、工业乙醇、无水甲醇、无水乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种或以任意比例组成的混合物；化学修饰剂为乙酰丙酮或苯酰丙酮。
步骤1中，In、Sn、乙酰丙酮的摩尔比为1：0.09～0.11：6～8；或者In、Sn、苯酰丙酮的摩尔比为1：0.09～0.11：0.6～0.8。
步骤2中，双光束激光曝光***中选择的双光束干涉光路点阵/光栅周期为150～600nm。
步骤3中，溶洗剂为甲醇、工业乙醇、无水甲醇、无水乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种或以任意比例组成的混合物。
步骤4中，热处理的工艺条件为：热处理温度为400℃，热处理时间1～1.5h，气氛为O2、空气或为其混合物。
步骤5中，醇类为甲醇、工业乙醇、无水甲醇、无水乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种。
步骤6中，制备ITO-WO3凝胶复合薄膜的具体方法为：将已制备的图形化的纳米ITO点阵/光栅薄膜样品以0.1～0.2mm/s的速率向WO3溶胶中浸入，静置5min，然后以1～2mm/s的速率提拉出，再置于转盘旋转速度为2500～3000r/min的旋涂机上进行甩膜40～50s，得到相应的ITO-WO3凝胶复合薄膜。
本发明的有益效果是，这种制备方法是将激光干涉技术与紫外感光溶胶凝胶技术相结合，制备出高分辨率、有序排列的纳米ITO点阵/光栅，再使用溶胶凝胶工艺将非晶WO3薄膜镀于其上，使纳米ITO点阵/光栅有序分布在非晶WO3薄膜中，形成ITO-WO3复合薄膜。这种制备方法的优势在于，工艺可控、易实现大面积产业化制膜，获得薄膜杂质较少，同时由于在非晶WO3基体中有序分布着ITO点阵/光栅，增强了ITO纳米晶之间的耦合作用，材料在近红外的电致变色能力更强，此外，在点阵周围存在大量的结构重组，通过纳米改性使得原本致密的纳米晶界变得疏松多孔，这些纳米空隙构成了电解液中Li+离子传输的通道，使复合薄膜的双频独立调制能力更强。可满足产业化应用的要求。
附图说明
图1是本发明的一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法的流程图；
图2是应用本发明方法制备得到的高性能双频独立调制电致变色薄膜的结构示意图。
图中，1.基板，2.图形化的纳米ITO凝胶膜点阵/光栅，3.WO3薄膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种以ITO玻璃为基板，如图2所示，以ITO玻璃为基板，在基板1上依次制备有图形化的纳米ITO凝胶膜点阵/光栅2、WO3薄膜3形成的ITO-WO3复合薄膜；其中图形化的纳米ITO凝胶膜点阵/光栅2周期为150～600nm。
本发明还提供了一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，如图1所示，具体步骤如下：
步骤1：将铟的氯化盐/硝酸盐、锡的氯化盐、醇类及化学修饰剂混合，在50～70℃条件下，搅拌1～2h，得到ITO感光溶胶；然后将ITO感光溶胶镀于ITO基板上，在70～90℃条件下烘干形成ITO感光凝胶膜；
步骤1中，铟的氯化盐、硝酸盐为InCl3·4H2O、InCl3、In(NO3)3或In(NO3)3·4.5H2O中的一种，或以任意比例组成的混合物；锡的氯化盐为SnCl4·5H2O或SnCl2·2H2O中的一种，或两种以任意比例组成的混合物；
步骤1中，醇类为甲醇、工业乙醇、无水甲醇、无水乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种或以任意比例组成的混合物；化学修饰剂为乙酰丙酮或苯酰丙酮；
步骤1中，In、Sn、乙酰丙酮的摩尔比为1：0.09～0.11：6～8；或者In、Sn、苯酰丙酮的摩尔比为1：0.09～0.11：0.6～0.8；
步骤2：将ITO感光凝胶膜置于双光束激光***中曝光15～20min；
步骤2中，双光束激光曝光***中选择的双光束干涉光路点阵/光栅周期为150～600nm；
步骤3：将曝光后的ITO感光凝胶膜置于溶洗剂中溶洗，由于溶解度差异，将未曝光部分溶洗去除，得到图形化的纳米ITO凝胶膜点阵/光栅；
步骤3中，溶洗剂为甲醇、工业乙醇、无水甲醇、无水乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种或以任意比例组成的混合物；
步骤4：进行一定时间的热处理后，得到图形化的纳米ITO点阵/光栅薄膜；
步骤4中，热处理的工艺条件为：热处理温度为400℃，热处理时间1～1.5h，气氛为O2、空气或为其混合物；
步骤5：将WCl6与醇类混合搅拌1～2h，得到WO3溶胶；
步骤5中，醇类为甲醇、工业乙醇、无水甲醇、无水乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种；
步骤6：在已制备图形化的纳米ITO点阵/光栅薄膜样品上制备WO3凝胶薄膜，得到ITO-WO3复合凝胶薄膜；
步骤6中，制备ITO-WO3凝胶复合薄膜的具体方法为：将已制备的图形化的纳米ITO点阵/光栅薄膜样品以0.1～0.2mm/s的速率向WO3溶胶中浸入，静置5min，然后以1～2mm/s的速率提拉出，再置于转盘旋转速度为2500～3000r/min的旋涂机上进行甩膜40～50s，得到相应的ITO-WO3凝胶复合薄膜；
步骤7：将ITO-WO3复合凝胶薄膜置于200～250℃的条件下热处理0.5～1h，得到ITO-WO3复合薄膜。
实施例1
一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：
将10g的In(NO3)3·4.5H2O、0.83g的SnCl4·5H2O、与16ml的AcAcH与20ml的无水乙醇混合置于50℃下搅拌约1h，得到ITO感光溶胶。其中In、Sn、AcAcH的摩尔比为1:0.09:6。
通过溶胶凝胶工艺将该溶胶镀于ITO基板上，置于70℃烘箱中烘干形成ITO感光凝胶膜，再置于可获得150nm周期点阵的双光束干涉***下曝光15min，得到相应的曝光后凝胶膜。最后将该凝胶膜置于乙醇中进行溶洗得到图形化的纳米ITO凝胶薄膜。随后，置于400℃的氧气炉中进行热处理1h得到周期为150nm的无机的纳米ITO点阵。
将5g的WCl6溶于30ml的乙醇中，搅拌1h得到WO3溶胶。通过浸渍提拉并甩膜的工序将该溶胶涂覆与纳米ITO点阵表面，浸入速度为0.1mm/s，静置时间为5min，提拉速度为1mm/s，旋涂甩膜转速为2500r/min，旋转时间为40s，最后将该薄膜置于200℃中的氧气气氛中进行热处理30min得到ITO-WO3复合膜。
将该薄膜在632.5nm波段的光学调制值为85％，在2000nm波段光学调制值为65％，着色响应时间2s，褪色响应时间5s。
实施例2
一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：
将15g的In(NO3)3·4.5H2O、1.51g的SnCl4·5H2O、与32ml的AcAcH与30ml的无水乙醇混合置于70℃下搅拌约2h，得到ITO感光溶胶。其中In、Sn、AcAcH的摩尔比为1:0.11:8。
通过溶胶凝胶工艺将该溶胶镀于ITO基板上，置于90℃烘箱中烘干形成ITO感光凝胶膜，再置于可获得600nm周期光栅的双光束干涉***下曝光20min，得到相应的曝光后凝胶膜。最后将该凝胶膜置于乙醇中进行溶洗得到图形化的纳米ITO凝胶薄膜。随后，置于400℃的普通马弗炉中进行热处理1.5h，得到周期为600nm的无机的纳米ITO光栅。
将10g的WCl6溶于50ml的乙醇中，搅拌1.5h得到WO3溶胶。通过浸渍提拉并甩膜的工序将该溶胶涂覆与纳米ITO光栅表面，浸入速度为0.2mm/s，静置时间为5min，提拉速度为2mm/s，旋涂甩膜转速为3000r/min，旋转时间为50s，最后将该薄膜置于250℃中的氧气气氛中进行热处理1h得到ITO-WO3复合膜。
将该薄膜在632.5nm波段的光学调制值为86％，在2000nm波段光学调制值为66％，着色响应时间4s，褪色响应时间6s。
实施例3
一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：
将10g的InCl3·4H2O、1.08g的SnCl4·5H2O、与21ml的AcAcH与35ml的无水乙醇混合置于50℃下搅拌约1h，得到ITO感光溶胶。其中In、Sn、AcAcH的摩尔比为1:0.09:6。
通过溶胶凝胶工艺将该溶胶镀于ITO基板上，置于70℃烘箱中烘干形成ITO感光凝胶膜，再置于可获得300nm周期点阵的双光束干涉***下曝光15min，得到相应的曝光后凝胶膜。最后将该凝胶膜置于乙醇中进行溶洗得到图形化的纳米ITO凝胶薄膜。随后，置于400℃的未完全排出空气的氧气炉中进行热处理2h，得到周期为300nm的无机的纳米ITO点阵。
将15g的WCl6溶于40ml的乙醇中，搅拌1小时得到WO3溶胶。通过浸渍提拉并甩膜的工序将该溶胶涂覆与纳米ITO点阵表面，浸入速度为0.15mm/s，静置时间为5min，提拉速度为1.5mm/s，旋涂甩膜转速为2700r/min，旋转时间为45s，最后将该薄膜置于400℃中的氧气气氛中进行热处理45min得到ITO-WO3复合膜。
将该薄膜在632.5nm波段的光学调制值为88％，在2000nm波段光学调制值为66％，着色响应时间3s，褪色响应时间5s。
实施例4
一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：
将20g的InCl3·4H2O、2.39g的SnCl4·5H2O、与49ml的AcAcH与40ml的无水乙醇混合置于70℃下搅拌约2h，得到ITO感光溶胶。其中In、Sn、AcAcH的摩尔比为1:0.1:7。
通过溶胶凝胶工艺将该溶胶镀于ITO基板上，置于90℃烘箱中烘干形成ITO感光凝胶膜，再置于可获得150nm周期点阵的双光束干涉***下曝光20min，得到相应的曝光后凝胶膜。最后将该凝胶膜置于乙醇中进行溶洗得到图形化的纳米ITO凝胶薄膜。随后，置于400℃的氧气炉中进行热处理1.5h，得到周期为150nm的无机的纳米ITO点阵。
将15g的WCl6溶于40ml的乙醇中，搅拌1h得到WO3溶胶。通过浸渍提拉并甩膜的工序将该溶胶涂覆与纳米ITO点阵表面，浸入速度为0.12mm/s，静置时间为5min，提拉速度为1mm/s，旋涂甩膜转速为2500r/min，旋转时间为48s，最后将该薄膜置于200℃中的氧气气氛中进行热处理30min得到ITO-WO3复合膜。
将该薄膜在632.5nm波段的光学调制值为87％，在2000nm波段光学调制值为67％，着色响应时间2s，褪色响应时间5s。
实施例5
一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：
将10g的In(NO3)3·4.5H2O、0.83g的SnCl4·5H2O、与2.55g的BzAcH与20ml的无水乙醇混合置于65℃搅拌约2h，得到ITO感光溶胶。其中In、Sn、|BzAcH的摩尔比为1:0.09:0.6。
通过溶胶凝胶工艺将该溶胶镀于ITO基板上，置于70℃烘箱中烘干形成ITO感光凝胶膜，再置于可获得150nm周期光栅的双光束干涉***下曝光15min，得到相应的曝光后凝胶膜。最后将该凝胶膜置于乙醇中进行溶洗得到图形化的纳米ITO凝胶薄膜。随后，置于400℃的氧气炉中进行热处理1h，得到周期为150nm的无机的纳米ITO光栅。
将5g的WCl6溶于30ml的乙醇中，搅拌1h得到WO3溶胶。通过浸渍提拉并甩膜的工序将该溶胶涂覆与纳米ITO光栅表面，浸入速度为0.2mm/s，静置时间为5min，提拉速度为2mm/s，旋涂甩膜转速为2500r/min，旋转时间为50s，最后将该薄膜置于250℃中的氧气气氛中进行热处理50min得到ITO-WO3复合膜。
将该薄膜在632.5nm波段的光学调制值为87％，在2000nm波段光学调制值为68％，着色响应时间3s，褪色响应时间5s。
实施例6
一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：
将15g的In(NO3)3·4.5H2O、1.51g的SnCl4·5H2O、与5.1g的BzAcH与30ml的无水乙醇混合置于68℃搅拌约1.5h，得到ITO感光溶胶。其中In、Sn、BzAcH的摩尔比为1:0.11:0.8。
通过溶胶凝胶工艺将该溶胶镀于ITO基板上，置于80℃烘箱中烘干形成ITO感光凝胶膜，再置于可获得600nm周期点阵的双光束干涉***下曝光20min，得到相应的曝光后凝胶膜。最后将该凝胶膜置于甲醇中进行溶洗得到图形化的纳米ITO凝胶薄膜。随后，置于400℃的马弗炉中进行热处理1.5h，得到周期为600nm的无机的纳米ITO点阵。
将10g的WCl6溶于50ml的乙醇中，搅拌1.5h得到WO3溶胶。通过浸渍提拉并甩膜的工序将该溶胶涂覆与纳米ITO点阵表面，浸入速度为0.1mm/s，静置时间为5min，提拉速度为2mm/s，旋涂甩膜转速为2500r/min，旋转时间为45s，最后将该薄膜置于200℃中的氧气气氛中进行热处理50min得到ITO-WO3复合膜。
将该薄膜在632.5nm波段的光学调制值为88％，在2000nm波段光学调制值为68％，着色响应时间3s，褪色响应时间6s。
实施例7
一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：
将10g的InCl3·4H2O、1.08g的SnCl4·5H2O、与3.32g的BzAcH与35ml的无水乙醇混合置于55℃搅拌约1.5h，得到ITO感光溶胶。其中In、Sn、BzAcH的摩尔比为1:0.09:0.6。
通过溶胶凝胶工艺将该溶胶镀于ITO基板上，置于70℃烘箱中烘干形成ITO感光凝胶膜，再置于可获得300nm周期点阵的双光束干涉***下曝光15min，得到相应的曝光后凝胶膜。最后将该凝胶膜置于乙醇中进行溶洗洗得到图形化的纳米ITO凝胶薄膜。随后，置于400℃的马弗炉中进行热处理1.2h，得到周期为300nm的无机的纳米ITO点阵。
将15g的WCl6溶于40ml的乙醇中，搅拌1小时得到WO3溶胶。通过浸渍提拉并甩膜的工序将该溶胶涂覆与纳米ITO点阵表面，浸入速度为0.1mm/s，静置时间为5min，提拉速度为1.3mm/s，旋涂甩膜转速为2800r/min，旋转时间为50s，最后将该薄膜置于230℃中的氧气气氛中进行热处理30分钟得到ITO-WO3复合膜。
将该薄膜在632.5nm波段的光学调制值为88％，在1200nm波段光学调制值为66％，着色响应时间2s，褪色响应时间4s。
实施例8
一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，具体步骤如下：
将20g的InCl3·4H2O、2.62g的SnCl4·5H2O、与8.84g的BzAcH与40ml的无水乙醇混合置于70℃下搅拌约2h，得到ITO感光溶胶。其中In、Sn、AcAcH的摩尔比为1:0.11:0.8。
通过溶胶凝胶工艺将该溶胶镀于ITO基板上，置于90℃烘箱中烘干形成ITO感光凝胶膜，再置于可获得300nm周期光栅的双光束干涉***下曝光18min，得到相应的曝光后凝胶膜。最后将该凝胶膜置于乙醇中进行溶洗得到图形化的纳米ITO凝胶薄膜。随后，置于400℃的氧气炉中进行热处理1.5h，得到周期为300nm的无机的纳米ITO光栅。
将15g的WCl6溶于40ml的乙醇中，搅拌2h得到WO3溶胶。通过浸渍提拉并甩膜的工序将该溶胶涂覆与纳米ITO光栅表面，浸入速度为0.2mm/s，静置时间为5min，提拉速度为1mm/s，旋涂甩膜转速为3000r/min，旋转时间为40s，最后将该薄膜置于200℃中的氧气气氛中进行热处理40min得到ITO-WO3复合膜。
将该薄膜在632.5nm波段的光学调制值为87％，在1200nm波段光学调制值为67％，着色响应时间3s，褪色响应时间6s。
本发明的优点为，这种制备方法是将工艺简单的溶胶凝胶技术与紫外感光刻蚀技术相结合，通过感光溶胶凝胶工艺制备出均匀的纳米ITO点阵，再使用溶胶凝胶工艺将非晶WO3薄膜镀于其上，使纳米ITO点阵均匀分布在非晶WO3薄膜中，形成ITO-WO3复合薄膜。这种制备方法的优势在于，工艺简单可控、易实现大面积产业化制膜，获得薄膜杂质较少，同时由于在非晶WO3基体中均匀分布着ITO点阵，在点阵周围存在大量的结构重组，通过纳米改性使得原本致密的纳米晶界变得疏松多孔，这些纳米空隙构成了电解液中Li+离子传输的通道，使复合薄膜的双频独立调制能力更强。可满足产业化应用的要求。

Claims (10)

1.一种高性能双频独立调制电致变色薄膜，其特征在于，以ITO玻璃为基板，在基板上依次制备有图形化的纳米ITO凝胶薄膜、WO3薄膜形成的ITO-WO3复合薄膜。
2.一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：将铟的氯化盐/硝酸盐、锡的氯化盐、醇类及化学修饰剂混合，在50～70℃条件下，搅拌1～2h，得到ITO感光溶胶；然后将ITO感光溶胶镀于ITO基板上，在70～90℃条件下烘干形成ITO感光凝胶膜；
步骤2：将ITO感光凝胶膜置于双光束激光***中曝光15～20min；
步骤3：将曝光后的ITO感光凝胶膜置于溶洗剂中溶洗，将未曝光部分溶洗去除，得到图形化的纳米ITO凝胶膜点阵/光栅；
步骤4：进行一定时间的热处理后，得到图形化的纳米ITO点阵/光栅薄膜；
步骤5：将WCl6与醇类混合搅拌1～2h，得到WO3溶胶；
步骤6：在已制备图形化的纳米ITO薄膜样品上制备WO3凝胶薄膜，得到ITO-WO3复合凝胶薄膜；
步骤7：将ITO-WO3复合凝胶薄膜置于200～250℃的条件下热处理0.5～1h，得到ITO-WO3复合薄膜。
3.根据权利要求2所述的一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，铟的氯化盐、硝酸盐为InCl3·4H2O、InCl3、In(NO3)3或In(NO3)3·4.5H2O中的一种，或以任意比例组成的混合物；锡的氯化盐为SnCl4·5H2O或SnCl2·2H2O中的一种，或两种以任意比例组成的混合物。
4.根据权利要求2所述的一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，醇类为甲醇、工业乙醇、无水甲醇、无水乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种或以任意比例组成的混合物；化学修饰剂为乙酰丙酮或苯酰丙酮。
5.根据权利要求4所述的一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中，In、Sn、乙酰丙酮的摩尔比为1：0.09～0.11：6～8；或者In、Sn、苯酰丙酮的摩尔比为1：0.09～0.11：0.6～0.8。
6.根据权利要求2所述的一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中，双光束激光曝光***中选择的双光束干涉光路点阵/光栅周期为150～600nm。
7.根据权利要求2所述的一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤3中，溶洗剂为甲醇、工业乙醇、无水甲醇、无水乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种或以任意比例组成的混合物。
8.根据权利要求2所述的一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤4中，热处理的工艺条件为：热处理温度为400℃，热处理时间1～1.5h，气氛为O2、空气或为其混合物。
9.根据权利要求2所述的一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤5中，醇类为甲醇、工业乙醇、无水甲醇、无水乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种。
10.根据权利要求2所述的一种高性能双频独立调制电致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤6中，制备ITO-WO3凝胶复合薄膜的具体方法为：将已制备的图形化的纳米ITO点阵/光栅薄膜样品以0.1～0.2mm/s的速率向WO3溶胶中浸入，静置5min，然后以1～2mm/s的速率提拉出，再置于转盘旋转速度为2500～3000r/min的旋涂机上进行甩膜40～50s，得到相应的ITO-WO3凝胶复合薄膜。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109704591A (zh) * 2019-01-29 2019-05-03 西安理工大学 可见-近红外双频调制的单相电致变色薄膜及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1599024A (zh) * 2004-07-30 2005-03-23 西安理工大学 锡掺杂的氧化铟薄膜及微细图形制备工艺
TW201508076A (zh) * 2013-08-28 2015-03-01 Univ Kun Shan 含有三氧化鎢之多孔性薄膜玻璃基材之多孔性薄膜製法
CN105036564A (zh) * 2015-06-25 2015-11-11 西安理工大学 一种纳米晶增强氧化钨电致变色薄膜及其制备方法
CN105152545A (zh) * 2015-06-25 2015-12-16 西安理工大学 一种纳米晶掺杂氧化钨电致变色薄膜图形的制备方法
CN106835038A (zh) * 2016-12-27 2017-06-13 深圳市三鑫精美特玻璃有限公司 一种制备电致变色薄膜的中频双靶反应溅射工艺及玻璃
CN107512854A (zh) * 2017-08-17 2017-12-26 浙江大学 具有纳米镶嵌结构的ito/wo3复合电致变色薄膜及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1599024A (zh) * 2004-07-30 2005-03-23 西安理工大学 锡掺杂的氧化铟薄膜及微细图形制备工艺
TW201508076A (zh) * 2013-08-28 2015-03-01 Univ Kun Shan 含有三氧化鎢之多孔性薄膜玻璃基材之多孔性薄膜製法
CN105036564A (zh) * 2015-06-25 2015-11-11 西安理工大学 一种纳米晶增强氧化钨电致变色薄膜及其制备方法
CN105152545A (zh) * 2015-06-25 2015-12-16 西安理工大学 一种纳米晶掺杂氧化钨电致变色薄膜图形的制备方法
CN106835038A (zh) * 2016-12-27 2017-06-13 深圳市三鑫精美特玻璃有限公司 一种制备电致变色薄膜的中频双靶反应溅射工艺及玻璃
CN107512854A (zh) * 2017-08-17 2017-12-26 浙江大学 具有纳米镶嵌结构的ito/wo3复合电致变色薄膜及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109704591A (zh) * 2019-01-29 2019-05-03 西安理工大学 可见-近红外双频调制的单相电致变色薄膜及其制备方法

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