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专利号: 2019109040990
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高性能全固态聚合物电致变色器件,其特征在于:所述的高性能全固态聚合物电致变色器件的结构依次包括:透明导电电极一、电致变色层、电解质层、离子储存层、透明导电电极二;所述的透明导电电极一由基底一和透明导电层一构成;所述的透明导电电极二由基底二和透明导电层二构成;所述的基底一或基底二各自独立为玻璃、聚对苯二甲酸丁二酯、聚氨酯或聚二甲基硅氧烷;所述的透明导电层一或透明导电层二各自独立为氧化铟锡、氟掺杂氧化锡或银纳米线;所述的电致变色层为PANI薄膜;所述的离子储存层为PEDOT:PSS聚合物薄膜。

2.一种如权利要求1所述的高性能全固态聚合物电致变色器件的制备方法,其特征在于:所述的方法按照如下步骤进行:

(1)在三电极电解池体系中,以苯胺为单体,以硫酸为支持电解质,水作为溶剂,混合得到的混合溶液为电解液,以透明导电电极一为工作电极,室温下采用电化学聚合法,得到沉积在所述的透明导电电极一上的PANI薄膜;所述的混合溶液中,所述的苯胺单体的初始终浓度为0.3~0.7mol/L,所述的支持电解质硫酸的初始终浓度为0.5~1.5mol/L;

(2)将聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)PEDOT:PSS溶于去离子水中,得到聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)的水溶液,采用旋涂的方法将所述的聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)的水溶液旋涂在透明导电电极二上获得PEDOT:PSS,烘干后得到PEDOT:PSS聚合物薄膜;所述的PEDOT:PSS与水的质量比为1:90~1:99;

(3)将增塑剂和聚合物粘结剂混合加热溶胀,记为体系A;将支持电解质加入到混合溶剂中,超声至所述的支持电解质完全溶解,记为体系B;将所述的体系A与体系B混合,超声直至均匀,将所得的溶液旋蒸除去部分溶剂得到凝胶态电解质;所述的增塑剂与聚合物粘结剂的质量比为1:2~1:5;所述的支持电解质与所述的混合溶剂质量比为1:5~7;

(4)将带方形孔的3M胶框贴在步骤(2)制备的PEDOT:PSS薄膜覆盖的透明导电电极二上,将步骤(3)得到的凝胶态电解质均匀地滴到所述的3M胶框内,然后步骤(1)制备的PANI薄膜覆盖的透明导电电极一盖在所述的3M胶框上,确保所述的PEDOT:PSS薄膜和PANI薄膜分别与胶框的两侧紧密贴合并与胶框形成密闭空间,然后将得到的器件在烘箱中进行干燥,最终获得全固态聚合物电致变色器件。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述的电压为0.5~1.0V,聚合电量为0.04~0.08C,聚合结束后,在-0.4~-0.8V的负电位下脱掺杂50~70s,经淋洗后得到聚合物,再置于60~80℃真空干燥箱中干燥4~8h,淋洗并烘干后得到沉积在所述的透明导电基底一上的PANI薄膜。

4.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(2)中,所述的旋涂法参数为:转速1000~2000rpm,时间50s~70s。

5.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(2)中,所述的烘干温度为120~140℃,烘干时间为10~15min。

6.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,所述的聚合物粘结剂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯或聚丙烯腈;所述的增塑剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。

7.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,所述的电解质为高氯酸锂、四氟硼酸锂、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。

8.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,所述的混合溶剂为乙腈和二氯甲烷的混合溶液,所述的乙腈和二氯甲烷的质量比为1:3~5。

9.如权利要求2所述的方法,其特征在于:步骤(4)中,所述的电致变色器件的烘干温度为40~70℃,干燥时间为15~20h。