【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于功能薄膜材料，具體涉及一種電致變色/電容雙功能薄膜材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、公開該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
2、電致變色材料因其在低電壓驅動下的光學性能(透射率、吸光度或反射)具有可調色性和可逆調制性而備受關注，是一種在多方面均有前途的材料。贗電容能夠利用可逆氧化還原反應的電荷插入/抽出來存儲能量，被認為是除電池之外的另一種有希望的儲能技術發展方向。當贗電容器中發生快速電荷轉移的可逆氧化還原反應時，某些特定的電極材料會同時進行電致變色過程，其中包括三氧化鎢材料。
3、然而，現有技術中，在三氧化鎢材料表面增加二氧化鈦層的方案，只能實現單種顏色的深淺變化或者透明度變化，區分度不高。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種電致變色/電容雙功能薄膜材料及其制備方法和應用，利用了無機材料三氧化鎢和二氧化鈦固有特性，增加鎢材質的反射層，制備分級層狀結構，可有效提高電子傳輸速度和離子擴散速率，加快反應動力學過程，不僅能實現顏色種類的豐富變化，使顏色區分度提高，還能實現儲能功能大幅提高電致變色電容雙功能材料的反應速度和循環穩定性。
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案為：
3、第一方面，一種電致變色/電容雙功能薄膜材料，包括：厚度為5～40nm的二氧化鈦表層、厚度為1
4、可選的，所述金屬鎢底層位于導電基底上，所述導電基底為ito導電玻璃。
5、第二方面，上述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，包括以下步驟：
6、s1、以金屬鎢為靶材，在導電基底表面進行直流沉積濺射，獲得設定厚度的金屬鎢底層；
7、s2、以金屬鎢為靶材，在含氧氣氛中，在金屬鎢底層表面進行直流反應沉積濺射，獲得設定厚度的三氧化鎢中間層；
8、s3、以二氧化鈦為靶材，在三氧化鎢中間層表面進行射頻沉積濺射，獲得設定厚度的二氧化鈦表層。
9、可選的，s1中，以純度為99.99％以上的w為靶材。
10、可選的，s1中，在真空度為6×10-4pa以下的腔體中，在氬氣氣氛中進行直流沉積濺射。
11、可選的，s1中，直流沉積濺射過程中，氬氣的氣體流量為15～25sccm，濺射功率為80～120w，濺射氣壓為0.2～0.25pa，濺射時間為?3～5min，工作距離為10～12cm。
12、可選的，s2中，以純度為99.99％以上的w為靶材。
13、可選的，s2中，在真空度為6×10-4pa以下的腔體中，在氧氣和氬氣的體積比為1：（2.5～3）的混合氣氛中進行直流反應沉積濺射。
14、可選的，s2中，直流反應沉積濺射過程中?，氬氣的氣體流量為?25～30sccm，氧氣的氣體流量為10～12sccm，濺射功率為80～120w，濺射氣壓為0.3～0.35pa，濺射時間為15～18min，工作距離為10～12cm。
15、可選的，s3中，在真空度為6×10-4pa以下的腔體中，在氬氣氣氛中進行射頻沉積濺射。
16、可選的，s3中，以純度為99.99％以上的tio2為靶材。
17、可選的，s3中，射頻沉積濺射過程中，氬氣的氣體流量為15～25sccm，濺射功率為80～120w，濺射氣壓為0.2～0.25pa，濺射時間為8～10min，工作距離為10～12cm。
18、第三方面，上述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的應用，包括：在變色儲能器件中的應用。
19、在充放電的過程中可以通過薄膜的顏色種類變化來直觀定量地判斷薄膜材料儲存電量的多少，相比于顏色深淺或者透明度的變化，顯著提高了顏色區分度。
20、本專利技術的有益效果為：
21、1.?本專利技術提供的電致變色/電容雙功能薄膜材料具有分層結構，在ito導電玻璃等導電基底上，依次沉積三層，以金屬鎢為反射層，三氧化鎢為中間的變色層，二氧化鈦為表層。能夠在可逆的電量的存儲與釋放過程中，可逆地發生從初始的紫色轉換為褐色、深褐色、綠色、深綠色等多種顏色的著色褪色過程。擁有優秀的電致變色性能，完全著色褪色時間短，可見光調制幅度最高可達75％，著色效率為42.3～74.2cm2/c，在充放電的過程中可以通過薄膜的顏色種類變化來直觀定量地判斷薄膜材料儲存電量的多少，相比于顏色深淺或者透明度的變化，顯著提高了顏色區分度。
22、2.?本專利技術提供的電致變色/電容雙功能薄膜材料制備的制備方法中，各層均采用磁控濺射法制備，方法具有簡單、穩定、尺寸及厚度可控的特點，與現有的商業標準電致變色工藝相兼容，有利于大規模工業化生產。
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1.一種電致變色/電容雙功能薄膜材料，其特征在于，包括：厚度為5～40nm的二氧化鈦表層、厚度為150～210nm的三氧化鎢中間層和厚度為20～40nm的金屬鎢底層；且金屬鎢、三氧化鎢和二氧化鈦均為非晶態。
2.如權利要求1所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料，其特征在于，所述金屬鎢底層位于導電基底上，所述導電基底為ITO導電玻璃。
3.一種如權利要求1-2任一所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，S1中，以純度為99.99％以上的W為靶材；在真空度為6×10-4Pa以下的腔體中，在氬氣氣氛中進行直流沉積濺射。
5.如權利要求4所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，S1中，直流沉積濺射過程中，氬氣的氣體流量為?15～25sccm，濺射功率為80～120W，濺射氣壓為0.2～0.25Pa，濺射時間為?3～5min，工作距離為10～12cm。
6.如權利要求3所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備
7.如權利要求6所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，S2中，直流反應沉積濺射過程中，氬氣的氣體流量為?25～30sccm，氧氣的氣體流量為?10～12sccm，濺射功率為80～120W，濺射氣壓為0.3～0.35Pa，濺射時間為?15～18min，工作距離為10～12cm。
8.如權利要求3所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，S3中，以純度為99.99％以上的TiO2為靶材，在真空度為6×10-4Pa以下的腔體中，在氬氣氣氛中進行射頻沉積濺射。
9.如權利要求8所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，S3中，射頻沉積濺射過程中，氬氣的氣體流量為?15～25sccm，濺射功率為80～120W，濺射氣壓為0.2～0.25Pa，濺射時間為?8～10min，工作距離為10～12cm。
10.一種如權利要求1-2任一所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的應用，其特征在于，所述應用包括：在變色儲能器件中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種電致變色/電容雙功能薄膜材料，其特征在于，包括：厚度為5～40nm的二氧化鈦表層、厚度為150～210nm的三氧化鎢中間層和厚度為20～40nm的金屬鎢底層；且金屬鎢、三氧化鎢和二氧化鈦均為非晶態。
2.如權利要求1所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料，其特征在于，所述金屬鎢底層位于導電基底上，所述導電基底為ito導電玻璃。
3.一種如權利要求1-2任一所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，s1中，以純度為99.99％以上的w為靶材；在真空度為6×10-4pa以下的腔體中，在氬氣氣氛中進行直流沉積濺射。
5.如權利要求4所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，s1中，直流沉積濺射過程中，氬氣的氣體流量為?15～25sccm，濺射功率為80～120w，濺射氣壓為0.2～0.25pa，濺射時間為?3～5min，工作距離為10～12cm。
6.如權利要求3所述的電致變色/電容雙功能薄膜材料的制備方法，其特征在于，s2中，以純度為99.99％以上的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王振興，劉國鋒，許士才，田蒙，李崇輝，林曉卉，喬梅，崔萬玲，王曉欣，徐文豪，張秀梅，劉金海，
申請(專利權)人：德州學院，
類型：發明
國別省市：
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