CN102597863A - 透明结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了透明结构、电子器件以及用于制造该结构/器件的方法。一种透明结构可以包括：具有多个微米级结构或纳米级结构的透明衬底；至少一种物质，被配置为阻挡近红外或红外辐射，并部分覆盖所述衬底以及所述多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分；以及至少一种光催化剂，被配置为至少部分覆盖所述透明结构的最外表面。
Description
技术领域
本公开大体上涉及透明结构。
背景技术
纳米技术的发展已经允许将纳米材料应用于多个技术领域，产生具有唯一的机械、化学和电属性的产品。微米级(micro-scale)表面形态和纳米级(nano-scale)表面形态影响表面的属性，并且对于多个商业应用而言是重要的。例如，在许多工业领域中，模拟荷叶纹理的表面吸引了大量的关注，因为构成该表面的表面属性在多种应用中具有潜在用途，例如电气设备、光学器件、汽车、飞机、建筑材料、家用器具和电子设备的窗或外表面。
发明内容
本文公开了透明结构、电致变色器件以及用于制造该结构/器件的方法的实施例。根据一个实施例，非限制性示例，一种透明结构包括：具有多个微米级结构或纳米级结构的透明衬底，所述多个微米级结构或纳米级结构被配置为提供衬底上的粗糙表面；至少一种物质，被配置为阻挡近红外或红外辐射，并部分覆盖所述衬底以及所述多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分(substantial portions)；以及至少一种光催化剂，被配置为至少部分覆盖所述透明结构的最外表面。
在另一个实施例中，一种电致变色器件包括：具有多个微米级结构或纳米级结构的透明衬底，所述多个微米级结构或纳米级结构被配置为提供衬底一侧上的粗糙表面；至少一种物质，被配置为阻挡近红外或红外辐射，并部分覆盖所述衬底以及所述多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分；以及至少一种光催化剂，被配置为至少部分覆盖所述电致变色器件的最外表面。
在另一个实施例中，一种用于制造透明结构的方法，包括：在透明衬底的至少一侧上形成多个微米级结构或纳米级结构，以提供所述衬底上的粗糙表面；在所述衬底以及所述多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分上沉积至少一种物质，所述至少一种物质被配置为阻挡近红外或红外辐射；以及利用至少一种光催化剂来涂覆所述透明结构的最外表面的至少可观部分。
在另一个实施例中，一种用于制造电致变色器件的方法，包括：在透明衬底的一侧上形成多个微米级结构或纳米级结构，以提供所述衬底上的粗糙表面；在所述衬底以及所述多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分上沉积至少一种物质，所述至少一种物质被配置为阻挡近红外或红外辐射；以及利用至少一种光催化剂来涂覆所述电致变色器件的最外表面的至少可观部分。
上述发明内容部分仅是示意性的，而不在于以任何方式进行限制。除了上文的示意性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和下文的详细描述，其他方案、实施例和特征将会变得明显。
附图说明
图1示出了透明结构的示意性实施例。
图2示出了透明结构的另一个示意性实施例。
图3示出了透明结构的另一个示意性实施例。
图4示出了透明结构的另一个示意性实施例。
图5示出了透明结构的另一个示意性实施例。
图6示出了透明结构的另一个示意性实施例。
图7示出了电致变色器件的一个示意性实施例。
图8A-8B示出了图7所描述的电致变色器件的示意性实施例，其用作具有可变透明度的窗。
图9示出了电致变色器件的另一个示意性实施例。
图10示出了用于在衬底上形成具有凹陷形状的多个微米级结构或纳米级结构的方法的示意性实施例的透视图。
图11示出了用于在衬底上形成具有凹陷形状的多个微米级结构或纳米级结构的方法的另一个示意性实施例的透视图。
图12示出了用于在衬底上形成具有凸起形状的多个微米级结构或纳米级结构的方法的另一个示意性实施例的透视图。
图13A-13F是示出了用于制造透明结构的方法的示意性实施例的示意图。
具体实施方式
在以下详细说明中，参考了作为详细说明的一部分的附图。在附图中，类似符号通常表示类似部件，除非上下文另行指明。具体实施方式部分、附图和权利要求书中记载的示例性实施例并不是限制性的。在不脱离在此所呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施例，且可以进行其他改变。应当理解，在此一般性记载以及附图中图示的本公开的各方案可以按照在此明确公开的多种不同配置来设置、替换、组合、分割和设计。
参考图1，示出了透明结构100的示意性实施例。在一些实施例中，透明结构100可选地包括以下一个或更多个：透明衬底101、多个微米级结构或纳米级结构102、被配置为阻挡近红外或红外辐射的至少一种物质103(下文称作“物质103”)、至少一个透明导电物质104、以及至少一种光催化剂105、106。如图1中所示，多个微米级结构或纳米级结构102可以被配置为提供衬底101上的粗糙表面。虽然衬底101的表面在微观上可能是粗糙的，但是透明结构100的最外表面在宏观上一般是光滑的，这意味着透明结构100的最外表面在裸眼看来大体上是平坦的。被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103可以被配置为部分或完全地覆盖衬底101和多个微米级结构或纳米级结构102的至少可观部分(substantial portions)。至少一种透明导电物质104可以插入在被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103以及至少一种光催化剂105、106之间。至少一种光催化剂105、106可以被配置为至少部分覆盖透明结构100的最外表面。
透明衬底101可以由多种材料制成，包括但不限于：玻璃、聚合物或其组合。在一些实施例中，玻璃可以包括但不限于以下一种或多种：钠钙玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、丙烯酸类玻璃、糖玻璃(sugarglass)、白云母(Muscovy玻璃)、氧氮化铝等。此外，聚合物可以是但不限于以下一种或多种：丙烯酸类树脂、聚碳酸酯、聚酯、纤维素、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚烯烃、聚氯乙烯、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、以及聚氨酯。
透明衬底101可以具有但不限于从大约0.1μm至大约5cm的厚度。在一些实施例中，透明衬底101的厚度可以是如下范围：大约1μm至大约5cm、大约5μm至大约5cm、大约10μm至大约5cm、大约50μm至大约5cm、大约100μm至大约5cm、大约500μm至大约5cm、大约1cm至大约5cm、大约2cm至大约5cm、大约0.1μm至大约1μm、大约0.1μm至大约5μm、大约0.1μm至大约10μm、大约0.1μm至大约50μm、大约0.1μm至大约100μm、大约0.1μm至大约500μm、大约0.1μm至大约1cm、大约0.1μm至大约2cm、大约1μm至大约5μm、大约5μm至大约10μm、大约10μm至大约50μm、大约50μm至大约100μm、大约100μm至大约500μm、大约500μm至大约1cm、或大约1cm至大约2cm。在其他实施例中，透明衬底101的厚度可以是大约0.1μm、大约1μm、大约5μm、大约10μm、大约50μm、大约100μm、大约500μm、大约1cm、大约2cm或大约5cm。
在本公开中，“微米级结构或纳米级结构”包括表面上具有各种形状的凹陷和凸起的形成物，这些形状包括但不限于：圆锥形、棒条形、半球形、V或U形沟渠等。在一些实施例中，多个微米级结构或纳米级结构102可以被配置为具有凹陷或锯齿状的形状，如图1～4和图10～11中所示。作为非限制性示例，多个微米级结构或纳米级结构可以是凹形成物，例如图1～3和图10中所示的V形沟渠或图4中所示的U形沟渠。在其他实施例中，多个微米级结构或纳米级结构可以被配置为具有凸起或凸出形状，如图5～6和图12中所示。作为非限制性示例，多个微米级结构或纳米级结构可以具有图6所示的半球形状或图12所示的圆锥状形状。
在特定实施例中，多个微米级结构或纳米级结构中的每一个可以被配置为具有相似的形状和尺寸，如图1～4、图6和图10～12中所示。在其他实施例中，多个微米级结构或纳米级结构可以具有变化的形状和尺寸，如图5中所示。
在本文中，“微米级结构或纳米级结构”是指表面上具有介于分子和显微镜可见尺寸之间的中间尺寸的凹陷或凸起的形成物。不管形状如何，多个微米级结构或纳米级结构可以具有但不限于从大约100nm至大约10μm的平均尺寸。在一些实施例中，微米级结构或纳米级结构的平均尺寸可以是以下范围：大约200nm至大约10μm、大约400nm至大约10μm、大约600nm至大约10μm、大约800nm至大约10μm、大约1μm至大约10μm、大约2μm至大约10μm、大约5μm至大约10μm、大约100nm至大约200nm、大约100nm至大约400nm、大约100nm至大约600nm、大约100nm至大约800nm、大约100nm至大约1μm、大约100nm至大约2μm、大约100nm至大约5μm、大约200nm至大约400nm、大约400nm至大约600nm、大约600nm至大约800nm、大约800nm至大约1μm、大约1μm至大约2μm、或者大约2μm至大约5μm。在其他实施例中，微米级结构或纳米级结构的平均尺寸可以是大约100nm、大约200nm、大约400nm、大约600nm、大约800nm、大约1μm、大约2μm、大约5μm或大约10μm。
多个微米级结构或纳米级结构可以由多种材料制成，包括但不限于：玻璃、聚合物或其组合。在一些实施例中，玻璃可以包括但不限于以下一种或多种：钠钙玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、丙烯酸类玻璃、糖玻璃(sugar glass)、白云母(Muscovy玻璃)、氧氮化铝等。此外，聚合物可以是但不限于以下一种或多种：丙烯酸类树脂、聚碳酸酯、聚酯、纤维素、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚烯烃、聚氯乙烯、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、以及聚氨酯。在一些实施例中，多个微米级结构或纳米级结构可以由与透明衬底相同的材料制成。
在特定实施例中，多个微米级结构或纳米级结构可以按照预定或随机图案来形成。例如，在一些实施例中，多个微米级结构或纳米级结构可以按照具有相似尺寸、形状和间隙的网格状图案来形成，如图10中所示。在其他实施例中，多个微米级结构或纳米级结构可以按照重复的压窝图案形成，如图11中所示。多个微米级结构或纳米级结构的不同图案可以按照诸如尺寸、形状、设计、布置方法等多种因素确定。
由于透明结构100的多个微米级结构或纳米级结构102的凹陷和凸起形成以及多个微米级结构或纳米级结构102的化学属性而导致的增大的表面粗糙度增强了透明结构100的疏水性或亲水性。例如，由于衬底上的多个微米级结构或纳米级结构而导致增大的表面粗糙度，化学疏水衬底会变得超级疏水，而化学亲水衬底由于增大的表面粗糙度而变得超级亲水。增大的疏水性/亲水性(即超级疏水/超级亲水)以及由于表面的复杂微架构或纳米级架构而导致的防附着属性使得物质对表面的附着最小化，向表面赋予了自洁属性。例如，该表面上的灰尘颗粒能够被水滴抬起并且容易地从表面清除。
被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103可以包括但不限于：金属、近红外辐射吸收物、红外辐射反射材料或其组合。该金属可以是但不限于以下一种或多种：Au、Ag、Cu和Al。近红外辐射(波长：大约为780nm～1300nm)吸收物可以是但不限于以下一种或多种：多次甲基类化合物、酞菁染料类化合物、萘菁类化合物、金属配合物类化合物、胺类化合物、亚胺类化合物、二亚铵类化合物、蒽醌类化合物、二硫醇金属配合物类化合物、萘醌类化合物、吲哚苯酚类化合物、偶氮类化合物以及三烯丙基甲烷类化合物。红外辐射(波长：大约＞780nm)反射材料可以是但不限于以下一种或多种：氧化锡、钛酸盐、铝酸盐、氧化铁、氧化铬、群青、覆盖有氧化钛的云母粉、以及稀土硫化物。
物质103可以被配置为部分或完全地覆盖衬底101和多个微米级结构或纳米级结构102中的一个或多个的至少可观部分。在一些实施例中，“可观部分”(substantial portions)可以包括衬底101和多个微米级结构或纳米级结构102中的一个或多个的整个表面面积的以下范围：从大约3％到大约90％，从大约5％到大约90％，从大约10％到大约90％，从大约20％到大约90％，从大约30％到大约90％，从大约40％到大约90％，从大约50％到大约90％，从大约60％到大约90％，从大约70％到大约90％，从大约80％到大约90％，从大约3％到大约5％，从大约3％到大约10％，从大约3％到大约20％，从大约3％到大约30％，从大约3％到大约40％，从大约3％到大约50％，从大约3％到大约60％，从大约3％到大约70％，从大约3％到大约80％，从大约5％到大约10％，从大约10％到大约20％，从大约20％到大约30％，从大约30％到大约40％，从大约40％到大约50％，从大约50％到大约60％，从大约60％到大约70％，或者从大约70％到大约80％。在其他实施例中，“可观部分”可以包括衬底101和多个微米级结构或纳米级结构102中的一个或多个的整个表面面积的大约3％、大约5％、大约10％、大约20％、大约30％、大约40％、大约50％、大约60％、大约70％、大约80％、或大约90％。
物质103的厚度或尺寸可以取决于透明结构100的总透明度以及多个微米级结构或纳米级结构102的几何配置。可以选择物质103的一般厚度或尺寸，使得所制造的透明结构100的总透明度不会急剧减小，并且允许可见光穿过透明结构100。通常，透明结构可以具有可见光范围内(大约380nm～780nm)至少60％的透明度。例如，本文描述的透明结构可以具有可见光范围内的以下透明度：至少60％、至少70％、至少80％或至少90％。因此，可以选择本文描述的透明结构中的物质103的一般厚度或尺寸，使得所制造的透明结构的透明度降低例如10％或更少、20％或更少、30％或更少、或者40％或更少。
物质103可以具有但不限于从5nm到300nm的一般厚度或尺寸。在一些实施例中，物质103的一般厚度或尺寸可以处于以下范围：大约10nm至大约300nm、大约20nm至大约300nm、大约40nm至大约300nm、大约60nm至大约300nm、大约80nm至大约300nm、大约100nm至大约300nm、大约120nm至大约300nm、大约140nm至大约300nm、大约160nm至大约300nm、大约180nm至大约300nm、大约200nm至大约300nm、大约250nm至大约300nm、大约5nm至大约10nm、大约5nm至大约20nm、大约5nm至大约40nm、大约5nm至大约60nm、大约5nm至大约80nm、大约5nm至大约100nm、大约5nm至大约120nm、大约5nm至大约140nm、大约5nm至大约160nm、大约5nm至大约180nm、大约5nm至大约200nm、大约5nm至大约250nm、大约10nm至大约20nm、大约20nm至大约40nm、大约40nm至大约60nm、大约60nm至大约80nm、大约80nm至大约100nm、大约100nm至大约120nm、大约120nm至大约140nm、大约140nm至大约160nm、大约160nm至大约180nm、大约180nm至大约200nm、或者大约200nm至大约250nm。在其他实施例中，物质103的厚度或尺寸可以是大约5nm、大约10nm、大约20nm、大约40nm、大约60nm、大约80nm、大约100nm、大约120nm、大约140nm、大约160nm、大约180nm、大约200nm、大约250nm、或大约300nm。
具有特定微米结构或纳米结构尺度的物质103能够吸收近红外或红外辐射区中的光(即热量)并且阻止透明结构100的表面上的热散出，从而阻止了近红外或红外辐射。这降低了穿过透明结构100的近红外或红外辐射的数量，导致透明结构100背面的(即，透明结构100的相对于发光侧的另一侧)后续辐射传热的降低。例如，当透明结构100用作汽车的车窗时，物质103能够阻挡近红外或红外辐射，从而防止汽车内部变热。
在一些实施例中，透明结构100可选地包括至少一种透明导电物质104。作为非限制性示例，至少一种透明导电物质104可以包括金属氧化物、导电聚合物或其组合。在一些实施例中，金属氧化物可以包括但不限于以下一种或多种：氧化铟锡(ITO)、氧化铟锡/碳纳米管(ITO/CNT)、以及氧化锑锡(ATO)。导电聚合物可以包括但不限于以下一种或多种：聚苯胺、聚酰亚胺、聚酯、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚对亚苯基亚乙烯基、聚环氧化物、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚烯烃、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯聚砜、聚醚砜、以及聚乙酸乙烯酯。
在特定实施例中，透明结构100的至少一种透明导电物质104可能不存在于透明结构200中，如图2中所示。
可以利用至少一种透明导电物质104的导电性来加热透明结构100，同时维持透明结构100的透明度。例如，由于其导电性，当至少一种透明导电物质104连接至电源时，其能够用于对透明导电物质104进行电加热，并且熔化或防止窗上的结冰形成，而且提供了高湿度或低温条件下的除霜能力。此外，至少一种透明导电物质104的透明度提供了设计透明结构100时的极大自由。例如，虽然典型地用作汽车中的后窗除霜装置的金属网片由于安全问题(因为金属不是透明的)被禁止用作前窗的除霜装置，至少一种透明导电物质104可以用作前窗除霜装置，因为其能够提供透明度以及除霜能力。
至少一种透明导电物质104可以具有但不限于大约10nm至大约10μm的厚度。在一些实施例中，至少一种透明导电物质104的厚度可以处于以下范围：大约20nm至大约10μm、大约40nm至大约10μm、大约60nm至大约10μm、大约80nm至大约10μm、大约100nm至大约10μm、大约200nm至大约10μm、大约400nm至大约10μm、大约600nm至大约10μm、大约800nm至大约10μm、大约1μm至大约10μm、大约2μm至大约10μm、大约5μm至大约10μm、大约10nm至大约20nm、大约10nm至大约40nm、大约10nm至大约60nm、大约10nm至大约80nm、大约10nm至大约100nm、大约10nm至大约200nm、大约10nm至大约400nm、大约10nm至大约600nm、大约10nm至大约800nm、大约10nm至大约1μm、大约10nm至大约2μm、大约10nm至大约5μm、大约20nm至大约40nm、大约40nm至大约60nm、大约60nm至大约80nm、大约80nm至大约100nm、大约100nm至大约200nm、大约200nm至大约400nm、大约400nm至大约600nm、大约600nm至大约800nm、大约800nm至大约1μm、大约1μμm至大约2μm、或者大约2μm至大约5μm。在其他实施例中，至少一种透明导电物质104的厚度可以是大约10nm、大约20nm、大约40nm、大约60nm、大约80nm、大约100nm、大约200nm、大约400nm、大约600nm、大约800nm、大约1μm、大约2μm、大约5μm或大约10μm。
在一些实施例中，只有至少一种光催化剂105以层的形式形成在透明结构100的最外表面上，而不存在具有凸出的形式的至少一种光催化剂106。至少一种光催化剂105可以部分或完全地覆盖最外表面，该最外表面可以是至少一种透明导电物质104的表面，或者当透明结构中不存在至少一种透明导电物质104时(如图2中所示)是物质103以及多个微米级结构或纳米级结构102的表面。
至少一种光催化剂105可以具有但不限于大约20nm至大约500nm的厚度。在一些实施例中，至少一种光催化剂105的厚度可以处于以下范围：大约40nm至大约500nm、大约60nm至大约500nm、大约80nm至大约500nm、大约100nm至大约500nm、大约150nm至大约500nm、大约200nm至大约500nm、大约300nm至大约500nm、大约400nm至大约500nm、大约20nm至大约40nm、大约20nm至大约60nm、大约20nm至大约80nm、大约20nm至大约100nm、大约20nm至大约150nm、大约20nm至大约200nm、大约20nm至大约300nm、大约20nm至大约400nm、大约40nm至大约60nm、大约60nm至大约80nm、大约80nm至大约100nm、大约100nm至大约150nm、大约150nm至大约200nm、大约200nm至大约300nm、或大约300nm至大约400nm。在其他实施例中，至少一种光催化剂105的厚度可以是大约20nm、大约40nm、大约60nm、大约80nm、大约100nm、大约150nm、大约200nm、大约300nm、大约400nm、或大约500nm。
在其他实施例中，如图3中所示，至少一种光催化剂106可以被配置为以凸出的形式存在于透明结构的最外表面上，并且可以直接形成于至少一种透明导电物质104上而不存在具有层的形式的至少一种光催化剂105。
在特定实施例中，具有凸出的形式的至少一种光催化剂106可以形成于具有层的形式的至少一种光催化剂105上，如图1中所示。当至少一种光催化剂106的凸出物由与至少一种光催化剂105的材料相同的材料制成时，由于至少一种光催化剂105和至少一种光催化剂106之间的结合变强，因此可以提升至少一种光催化剂106的凸出物的结构整体性。
至少一种光催化剂105、106可以包括但不限于：TiO2、ZnO、SnO2、CdS、ZrO2、V2O2、WO3、SrTiO3或其组合。掺杂金属氧化物(例如但不限于N掺杂TiO2、C掺杂TiO2、Cr掺杂TiO2、Mn掺杂TiO2、Co掺杂TiO2)也可以用于至少一种光催化剂105、106。TiO2、ZnO和SnO2还可以向透明结构100赋予紫外线反射属性。此外，当暴露在太阳或荧光灯下时，至少一种光催化剂105、106可以引起表面氧化并消除有害物质(例如，有机化合物或细菌)。
具有凸出物的形式的至少一种光催化剂106可以具有但不限于大约50nm至大约250nm的平均尺寸。在一些实施例中，具有凸出物的形式的至少一种光催化剂106可以处于以下范围：大约60nm至大约250nm、大约70nm至大约250nm、大约80nm至大约250nm、大约90nm至大约250nm、大约100nm至大约250nm、大约120nm至大约250nm、大约140nm至大约250nm、大约160nm至大约250nm、大约180nm至大约250nm、大约200nm至大约250nm、大约50nm至大约60nm、大约50nm至大约70nm、大约50nm至大约80nm、大约50nm至大约90nm、大约50nm至大约100nm、大约50nm至大约120nm、大约50nm至大约140nm、大约50nm至大约160nm、大约50nm至大约180nm、大约50nm至大约200nm、大约60nm至大约70nm、大约70nm至大约80nm、大约80nm至大约90nm、大约90nm至大约100nm、大约100nm至大约120nm、大约120nm至大约140nm、大约140nm至大约160nm、大约160nm至大约180nm、或大约180nm至大约200nm。在其他实施例中，具有凸出物的形式的至少一种光催化剂106可以是大约50nm、大约60nm、大约70nm、大约80nm、大约90nm、大约100nm、大约120nm、大约140nm、大约160nm、大约180nm、大约200nm、或大约250nm。
在一些实施例中，具有凸出物的形式的至少一种光催化剂106的尺寸通常可以小于多个微米级结构或纳米级结构102的尺寸，使得透明结构100的最外表面由于至少一种光催化剂106的凸出物以及多个微米级结构或纳米级结构102产生的波形表面而具有浮雕结构。
因此，除了由多个微米级结构或纳米级结构102导致的粗略轮廓，具有凸出物的形式的至少一种光催化剂106可以向透明结构100增加额外的三维表面形态，从而进一步增强了透明结构100的最外表面的表面粗糙度和防水特性或亲水性。
透明结构100的总疏水性或亲水性可以部分归于多个微米级结构或纳米级结构102以及具有凸出物的形式的至少一种光催化剂106所导致的粗糙的表面形态。因此，例如当由多个微米级结构或纳米级结构102以及至少一种光催化剂106的凸出物所导致的透明结构100的粗糙表面与水接触时，透明结构100的最外表面能够将空气困在起皱的区域中(即凸起106之间的空间)，这极大地减少了透明结构100的固态表面与水滴之间的实际接触面积，从而导致增强的防水性(即疏水性)以及自洁属性。
可选地，可以通过透明结构100的最外表面上涂覆的至少一种光催化剂106的特性来增强透明结构100的表面的疏水性或亲水性。作为非限制性示例，当至少一种光催化剂106是TiO2时，透明结构100的最外表面表现出亲水属性，其有助于从表面清除灰尘颗粒，并加速干噪以最小化斑点和斑纹。作为光催化剂，TiO2可以在两个阶段向透明结构100提供自洁属性。“光催化”阶段涉及TiO2通过阳光中的紫外光将具有透明结构100的玻璃上的有机污物分解。在之后的“亲水”阶段，水(例如，雨水)冲刷掉污物，几乎不留下任何斑纹，因为浮雕状超级亲水TiO2将水均匀分布在透明结构100的表面之上。
每一种沉积的物质(例如，物质103)、至少一种透明导电物质104、以及至少一种光催化剂105、106可以被配置为：按次序涂覆具有由多个微米级结构或纳米级结构102提供的粗糙表面的衬底101(该多个微米级结构或纳米级结构102具有特定的尺寸或厚度)，使得透明结构100的最外表面在微观级别上具有反映衬底101的粗糙表面的轮廓的轮廓。
参考图4，示出了透明结构400的另一示意性实施例。在一些实施例中，透明结构400可选地包括以下一个或更多个：透明衬底101、多个微米级结构或纳米级结构402、被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103、至少一种透明导电物质104、以及至少一种光催化剂105、106。多个微米级结构或纳米级结构402可以被配置为具有U形沟渠形式的凹陷形状，如图4所示。尽管在该图以及其他图中以锐角示出，在一些实施例中，如术语U形沟渠所暗示，这些角是周角。
参考图5，示出了透明结构500的另一示意性实施例。在一些实施例中，透明结构500可选地包括以下一个或更多个：透明衬底101、多个微米级结构或纳米级结构502、被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103、至少一种透明导电物质104、以及至少一种光催化剂105、106。多个微米级结构或纳米级结构502可以被配置为具有不规则的凸起形成物，如图5所示。
参考图6，示出了透明结构600的另一示意性实施例。在一些实施例中，透明结构600可选地包括以下一个或更多个：透明衬底101、多个微米级结构或纳米级结构602、被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103、至少一种透明导电物质104、以及至少一种光催化剂105、106。多个微米级结构或纳米级结构602可以被配置为具有半球形状的凸起形成物，如图6所示。
参考图7，示出了电致变色器件700的示意性实施例。电致变色器件700可选地包括以下一个或更多个：透明衬底101、一侧上的(例如衬底101的正面)多个微米级结构或纳米级结构102、被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103、至少一种光催化剂106、包括第一电极707和第二电极707’的电极对、至少一种电致变色材料708、以及至少一种电解质709。至少一种电致变色材料708可以夹在第一电极707和第二电极707’之间，而且第一电极707/电致变色材料708/第二电极707’的组合可以介于被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103和衬底101前面上的光催化剂106之间，如图7所示。至少一种光催化剂106可以被配置为以凸起的形式存在于电致变色器件700的最外表面上。
包括第一电极707和第二电极707’的电极对可以由多种材料制成，包括但不限于：金属氧化物、导电聚合物或其组合。在一些实施例中，金属氧化物可以包括但不限于以下一种或多种：ITO、ITO/CNT、ATO、氟掺杂氧化锡(FTO)、铟掺杂氧化锌(IZO)以及ZnO。导电聚合物可以包括但不限于以下一种或多种：聚苯胺、聚酰亚胺、聚酯、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚对亚苯基亚乙烯基、聚环氧化物、聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚烯烃、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯聚砜、聚醚砜、聚乙酸乙烯酯。第一电极707和第二电极707’可以由相同材料或不同材料制成，并且可以通过例如但不限于溅射、电子束蒸发、化学气相沉积和溶胶-凝胶涂覆等方法来沉积。
关于图7中所示组件的描述，例如透明衬底101、多个微米级结构或纳米级结构102、被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103以及至少一种光催化剂106已经加以描述并且在图1中示出，因而不再这里重复。
至少一种电致变色材料708可以包括以下一种或多种：五氧化二钒、氧化钨、氧化钼、五氧化钛氧化钨-氧化钼混合物、五氧化铌、氧化钴、氧化铱、以及氧化铑。
当在至少一种电致变色材料708两端上施加电场或电流时，至少一种电致变色材料708能够改变其光学属性(例如，从透明变为吸收/反射或从吸收/反射变为透明)，从而允许对穿过的光和热的数量进行控制。例如，电致变色器件700能够应用于具有可变透射率的建筑物或车辆的窗，其中窗的不透明度(例如彩色的、半透明态或透明态)可以改变，使得期望数量的可见光和/或太阳能穿过窗。该窗可以是具有能效的，而且可以用于维持舒适的室内环境。
根据作为非限制性示例的一个实施例，图8A和8B描述了用于上述窗结构的、处于高透射状态(图8A)和低透射状态(图8B)下的电致变色器件700。在高透射状态下(没有施加电压)，窗是光学上通透的，并且透射入射光(即，可见和近红外区域)的大约70％至80％(如图8A中的实线箭头所示)。至少一种电致变色材料708可以是氧化钨(WO3)。当向电致变色器件700施加低DC电压(例如，1～3伏)时，离子被引入电致变色器件700的WO3膜(即，至少一种电致变色材料708)，从而将至少一种电致变色材料708转换为低透射状态。因此，在图8B所示的低透射状态下，发生了一系列的电化氧化还原反应，从而将电致变色器件700或窗的光透射属性改变为例如深蓝色，接近于零透射状态(几乎没有入射光能够穿过)(如图8B中的虚线箭头所示)。通过使电压极性反转，窗在低透射状态和高透射(即，透明)状态之间可反转地切换。电致变色材料708在可视范围内的透射属性可以由电致变色材料708两端所施加的电压差来控制。当施加电压差时，电致变色材料708可以展现出电致变色材料708在可见范围内的最大透射Tmax和最小透射Tmin之间的频谱特性。此外，电致变色氧化钨中加入金属氧化物(例如氧化钒和氧化钛)可以降低氧化钨在彩色状态下的特性蓝色，从而能够控制透射度。
至少一种电解质709在电致变色器件700中的第一电极707和第二电极707’之间传导离子流，并且可以是如同离解溶剂(例如水)中溶解的盐(例如氯化钠)那样简单的物质。在特定实施例中，电致变色材料708可以溶解于至少一种电解质709中。在其他实施例中，至少一种电解质709可以是凝胶或固体电解质，其更容易被限制在第一电极707和第二电极707’之间的空间中，并且可以用于将侧向层结合在一起。此外，凝胶或固体电解质的使用使得造成衬底变形和泄露问题(特别是在大面积装置(例如智能窗)中)的流体静力学压力最小化。
参考图9，示出了示出了电致变色器件900的另一个示意性实施例。电致变色器件900可选地包括以下一个或更多个：透明衬底101、101’、多个微米级结构或纳米级结构102、被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103、至少一种光催化剂105、106、被配置为至少部分覆盖衬底101不具有多个微米级结构或纳米级结构102的(背)面的第一电极707’、至少一种电解质709、以及被配置为至少部分覆盖第二电极707的至少一种电致变色材料708。至少一种电致变色材料708可选地可以夹在第一电极707’和第二电极707之间，而且可选地覆盖衬底101不具有多个微米级结构或纳米级结构102的一侧，如图9中所示。至少一种电致变色材料908能够溶解于电解质709中或沉积在第一电极707’和第二电极707之间。透明衬底101’可选地可以包括多个微米级结构或纳米级结构、被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质或位于其没有涂覆第二电极707的一侧上的至少一种光催化剂(例如，如同针对相对一侧的描述)。
关于图9中所示组件的描述，例如第一电极707’和第二电极707、至少一种电致变色材料708、以及电解质709已经加以描述并且在图7中示出，因而不再这里重复。
图10示出了用于在衬底上形成具有凹陷形状的(V形沟渠的形式)多个微米级结构或纳米级结构的方法的示意性实施例的透视图。
如图10中所示，可以通过使用切割设备1010划刻透明衬底101，在透明衬底101上形成多个微米级结构或纳米级结构102。在特定实施例中，切割设备1010可以位于透明衬底101上，并且使用机械加工单元(例如机器人臂)来移动以划刻透明衬底101的表面，从而以网格状图案形成具有凹陷形状的多个微米级结构或纳米级结构102。在一些实施例中，切割设备1010可以是但不限于由诸如金属碳化物的硬材料制成的、具有平行排列隆起的纳米解剖刀。金属碳化物可以包括但不限于碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)和碳化钽(TaC)，其具有高硬度和高热硬度，因此可以用作切割设备。
在一些实施例中，可以通过在划刻之前向透明衬底101涂覆保护膜(未示出)，蚀刻透明衬底的暴露部分(已经通过划刻去掉保护膜)，以及去除剩余的保护膜，而将具有凹陷形状的多个微米级结构或纳米级结构102形成在透明衬底101上。可以由诸如上文描述的纳米解剖刀的切割设备来执行划刻。可以通过湿法蚀刻(各向同性或各向异性)方法或干法蚀刻(活性离子蚀刻(RIE)或感应耦合等离子)方法来执行透明衬底的暴露部分的蚀刻。例如，当透明衬底为玻璃时，可以通过使用基于HF的溶液(例如但不限于HF/NH4F和HF/H3PO4)进行湿法蚀刻来执行玻璃的蚀刻，或者可以通过使用具有气体混合物(例如但不限于CHF3/Ar、CF4/O2以及CF4/Ar)的RIE反应器进行干法蚀刻来执行玻璃的蚀刻。
在特定实施例中，可以通过曝光在涂覆有光致抗蚀剂膜的透明衬底上形成光致抗蚀剂掩膜图案，蚀刻透明衬底的暴露部分，以及去除光致抗蚀剂膜，而将具有凹陷形状的多个微米级结构或纳米级结构102形成在透明衬底101上。作为非限制性示例，可以通过将光致抗蚀剂材料暴露于加热的溶剂蒸气(例如但不限于异丙醇、1-甲基-2-吡咯烷酮、碱性溶液等)来执行光致抗蚀剂模的去除。
图11示出了用于在衬底上形成具有凹陷形状的多个微米级结构或纳米级结构的另一方法的示意性实施例的透视图。如图11所示，可以通过利用具有多个凸出物的滚筒1111对透明衬底101进行冲压，在衬底上形成具有凹陷形状的多个微米级结构或纳米级结构102。在特定实施例中，部分熔化的透明衬底可以用于提高加工性。可以使用机械加工单元(例如机器人臂)来移动滚筒1111以冲压透明衬底101的表面，从而以重复的压窝图案形成多个微米级结构或纳米级结构102。
图12示出了用于在衬底上形成具有凸起形状的多个微米级结构或纳米级结构的方法的示意性实施例的透视图。如图12中所示，可以通过使用压力装置1212在透明衬底101的多个部分上施加差压，在透明衬底101上形成具有凸起形状的多个微米级结构或纳米级结构1202。在特定实施例中，部分熔化的衬底101可以用于提高加工性。在一些实施例中，压力装置1212包括多孔制品1213(如图12中所示)以及真空器件(未示出)，其中向覆盖有多孔制品1213的部分熔化透明衬底101施加的真空可以将部分熔化透明衬底101的表面的多个部分拉过多孔制品的孔，从而形成具有凸起或凸出形状的多个微米级结构或纳米级结构1202。
在其他实施例中，可以通过将多个凸出物附着到透明衬底，而将具有凸起形成物的多个微米级结构或纳米级结构形成在透明衬底上。
图13A-13F是示出了用于制造透明结构的方法的示意性实施例的示意图。参考图13A，制造透明结构的方法包括提供透明衬底101。接下来，如图13B中所示，可以通过例如上述方法中的任意方法在透明衬底101的至少一侧上形成多个微米级结构或纳米级结构102，以提供衬底101上的粗糙表面。在一些实施例中，例如通过使用诸如纳米解剖刀的切割设备来划刻透明衬底101，将多个微米级结构或纳米级结构102可选地配置为具有图13B所示的凹陷形状。在其他实施例中，可选地将多个微米级结构或纳米级结构配置为具有图5-6和12所示的凸起或凸出形状。
参考图13C，在衬底101和多个微米级结构或纳米级结构102的至少可观部分上沉积被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质103。可以通过例如但不限于以下方法来沉积物质103：浸渍涂覆、滚动涂覆、喷射涂覆、凹印涂覆、间歇涂覆和金属型涂覆。当物质103为金属时，可以通过例如但不限于以下方法来沉积物质103：气相外延生长、真空蒸发、溅射沉积和等离子增强化学气相沉积(PECVD)。
在一些实施例中，制造透明结构的方法可选地包括：在利用至少一种光催化剂对透明结构100的最外表面的至少可观部分进行涂覆之前，在衬底101和多个微米级结构或纳米级结构102的至少可观部分上沉积至少一种透明导电物质104，如图13D所示。可以通过例如但不限于以下方法来沉积至少一种透明导电物质104：喷射涂覆、滚动涂覆、浸渍涂覆、旋转涂覆、刮刀涂覆、丝网印刷术、热蒸发、电子束蒸发、真空蒸发、高密度等离子辅助蒸发、离子镀、溅射、化学气相沉积、金属有机化学气相沉积、非真空喷射沉积、分子束外延生长和射频(RF)磁控管溅射。
参考图13E～13F，制造透明结构的方法可选地包括：利用至少一种光催化剂105、106来涂覆透明结构100的最外表面的至少可观部分。可以通过例如但不限于以下方法来执行利用至少一种光催化剂105、106涂覆透明结构100的最外表面的至少可观部分：深度涂覆、喷射涂覆、滚动涂覆、流涂涂覆、蒸发沉积、溅射沉积、离子镀、等离子聚合和溶胶-凝胶涂覆。
如上所述，至少一种光催化剂105、106可以被配置为对具有特定尺寸或厚度的多个微米级结构或纳米级结构102的衬底101进行涂覆，使得透明结构100的最外表面在微观级别上具有反映衬底101的粗糙表面的轮廓的轮廓。例如，可以沉积至少一种光催化剂的纳米颗粒，以涂覆透明结构100的最外表面的至少可观部分。可取决于至少一种光催化剂105、106是以层的形式还是以凸出物的形式进行涂覆，控制至少一种光催化剂的纳米颗粒的数量和尺寸。
在一些实施例中，制造透明结构的方法可选地包括：在透明结构100的最外表面上形成至少一种光催化剂106的凸出物(如图13F中所示)之前，利用至少一种光催化剂105，以层的形式(如图13E中所示)来涂覆透明结构100的最外表面的至少可观部分。涂覆在透明结构100的最外表面上的至少一种光催化剂105的厚度可以按照上文所述进行调整。
当至少一种光催化剂106的凸出物由与至少一种光催化剂105的材料相同的材料制成时，由于至少一种光催化剂105和至少一种光催化剂106之间的结合变强，因此可以提升至少一种光催化剂106的凸出物的结构整体性。
制造透明结构的方法还可以包括：在有效增强透明结构的结构整体性的条件下加热透明结构100。加热温度通常可以由常规实验来确定。作为非限制性示例，可利用从大约80℃至大约1400℃的温度进行加热。在一些实施例中，用于加热处理的温度可以处于以下范围：从大约100℃至大约1400℃、从大约200℃至大约1400℃、从大约400℃至大约1400℃、从大约600℃至大约1400℃、从大约800℃至大约1400℃、从大约1000℃至大约1400℃、从大约1200℃至大约1400℃、从大约80℃至大约100℃、从大约80℃至大约200℃、从大约80℃至大约400℃、从大约80℃至大约600℃、从大约80℃至大约800℃、从大约80℃至大约1000℃、从大约80℃至大约1200℃、从大约100℃至大约200℃、从大约200℃至大约400℃、从大约400℃至大约600℃、从大约600℃至大约800℃、从大约800℃至大约1000℃、或从大约1000℃至大约1200℃。在其他实施例中，用于加热处理的温度可以是大约80℃、大约100℃、大约200℃、大约400℃、大约600℃、大约800℃、大约1000℃、大约1200℃、或大约1400℃。
加热处理例如可执行从1分钟至10小时。在一些实施例中，加热处理的时间可以处于以下范围：从大约5分钟至大约10小时、从大约10分钟至大约10小时、从大约20分钟至大约10小时、从大约40分钟至大约10小时、从大约1小时至大约10小时、从大约2小时至大约10小时、从大约4小时至大约10小时、从大约6小时至大约10小时、从大约8小时至大约10小时、从大约1分钟至大约5分钟、从大约1分钟至大约10分钟、从大约1分钟至大约20分钟、从大约1分钟至大约40分钟、从大约1分钟至大约1小时、从大约1分钟至大约2小时、从大约1分钟至大约4小时、从大约1分钟至大约6小时、从大约1分钟至大约8小时、从大约5分钟至大约10分钟、从大约10分钟至大约20分钟、从大约20分钟至大约40分钟、从大约40分钟至大约1小时、从大约1小时至大约2小时、从大约2小时至大约4小时、从大约4小时至大约6小时、或从大约6小时至大约8小时。在其他实施例中，加热处理的时间可以是大约1分钟、大约5分钟、大约10分钟、大约20分钟、大约40分钟、大约1小时、大约2小时、大约4小时、大约6小时、大约8小时或大约10小时。
在另一方面，制造电致变色器件的方法包括：在透明衬底的一侧上形成多个微米级结构或纳米级结构，以提供所述衬底上的粗糙表面；在所述衬底以及所述多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分上沉积至少一种物质，所述至少一种物质被配置为阻挡近红外或红外辐射；以及利用至少一种光催化剂来涂覆所述电致变色器件的最外表面的至少可观部分。利用至少一种光催化剂来涂覆所述电致变色器件的最外表面的至少可观部分可以通过沉积至少一种光催化剂的纳米颗粒以及通过例如但不限于以下方法来执行：深度涂覆、喷射涂覆、滚动涂覆、流涂涂覆、蒸发沉积、溅射沉积、离子镀、等离子聚合和溶胶-凝胶涂覆。在一些实施例中，该方法还可以包括：在涂覆所述电致变色器件的最外表面的至少可观部分之前，在具有多个微米级结构或纳米级结构的透明衬底的一侧上沉积第一电极，在第一电极上形成具有至少一种电致变色材料的电致变色膜，然后在电致变色膜上沉积第二电极。在其他实施例中，该方法还可以包括：在透明衬底的一侧上形成多个微米级结构或纳米级结构之前，在透明衬底不具有多个微米级结构或纳米级结构的一侧上沉积第一电极，在第一电极上形成具有至少一种电致变色材料的电致变色膜，然后在电致变色膜上沉积第二电极。制造电致变色器件的方法还可以包括：在有效增强电致变色器件的结构整体性的条件下加热电致变色器件。
可以通过已知的沉积方法中的任何方法，例如真空蒸发、溅射、离子镀和化学气相沉积(CVD)，在电极上形成具有至少一种电致变色材料的电致变色膜。例如，可以通过物理沉积方法(例如在氧气/惰性气体环境中进行钨的反应溅射、离子镀、离子束溅射)将氧化钨电致变色材料沉积到电极上。
在一些实施例中，至少一种电致变色材料的电致变色膜可以溶解在电解质中。
上述示出的透明结构和电致变色器件可以具有疏水、自洁、UV阻挡和除霜属性的表面，这在多种应用中(例如建筑物和车辆的窗)是有用的。
示例
提供下面的示例，用于描述本公开的一些示意性实施例，但绝不意在限制这些实施例的范围。
示例1-准备透明结构
通过以下过程准备具有多个微米级结构或纳米级结构(具有凹陷形状)的衬底。通过利用由碳化钨制成并具有平行排列隆起(尺寸：500nm)的纳米解剖刀对具有10μm厚度的平坦钠钙玻璃的表面进行划刻，在该玻璃上形成纳米尺寸的沟渠。
向具有纳米尺寸的沟渠的玻璃添加具有150nm尺寸的Au纳米颗粒的水合分散液，然后进行干噪，其中Au纳米颗粒主要沉积在玻璃中的沟渠的底部。
在Au纳米颗粒和玻璃上，以120nm的厚度涂覆ITO/CNT薄层作为透明导电物质。
在ITO/CNT薄层上，以100nm的厚度旋转涂覆TiO2溶胶，然后喷射涂覆水中的TiO2纳米颗粒分散液并进行干噪，产生浮雕状透明结构。
为了增强透明结构的结构整体性，将准备好的透明结构在650℃下热处理5个小时。通过施加电流(即馈送电子)穿过CNT/ITO层，减少了由于热处理而氧化的Au纳米颗粒。
本公开不限于在本申请中描述的具体示例，这些具体示例意在说明不同方案。本领域技术人员清楚，不脱离本公开的精神和范围，可以做出许多修改和变型。本领域技术人员根据之前的描述，除了在此所列举的方法和装置之外，还可以想到本公开范围内功能上等价的其他方法和装置。这种修改和变型应落在所附权利要求的范围内。本公开应当由所附权利要求的术语及其等价描述的整个范围来限定。应当理解，本公开不限于具体方法、试剂、化合物组成或生物系统，这些都是可以改变的。还应理解，这里所使用的术语仅用于描述具体示例的目的，而不应被认为是限制性的。
至于本文中任何关于多数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以从多数形式转换为单数形式，和/或从单数形式转换为多数形式，以适合具体环境和应用。为清楚起见，在此明确声明单数形式/多数形式可互换。
本领域技术人员应当理解，一般而言，所使用的术语，特别是所附权利要求中(例如，在所附权利要求的主体部分中)使用的术语，一般地应理解为“开放”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”等)。本领域技术人员还应理解，如果意在所引入的权利要求中标明具体数目，则这种意图将在该权利要求中明确指出，而在没有这种明确标明的情况下，则不存在这种意图。例如，为帮助理解，所附权利要求可能使用了引导短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求中的特征。然而，这种短语的使用不应被解释为暗示着由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求特征将包含该特征的任意特定权利要求限制为仅包含一个该特征的实施例，即便是该权利要求既包括引导短语“一个或多个”或“至少一个”又包括不定冠词如“一”或“一个”(例如，“一”和/或“一个”应当被解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)；在使用定冠词来引入权利要求中的特征时，同样如此。另外，即使明确指出了所引入权利要求特征的具体数目，本领域技术人员应认识到，这种列举应解释为意指至少是所列数目(例如，不存在其他修饰语的短语“两个特征”意指至少两个该特征，或者两个或更多该特征)。另外，在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。
本领域技术人员应当理解，出于任意和所有目的，例如为了提供书面说明，这里公开的所有范围也包含任意及全部可能的子范围及其子范围的组合。任意列出的范围可以被容易地看作充分描述且实现了将该范围至少进行二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作为非限制性示例，在此所讨论的每一范围可以容易地分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本领域技术人员应当理解，所有诸如“直至”、“至少”、“大于”、“小于”之类的语言包括所列数字，并且指代了随后可以如上所述被分成子范围的范围。最后，本领域技术人员应当理解，范围包括每一单独数字。因此，例如具有1～3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1～5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组，以此类推。
从以上可以认识到，这里为了示意目的已经描述了本公开的各个实施例，在不脱离本公开的范围和精神的前提下可以做出各种修改。相应地，这里公开的各个实施例不应是限制性的，真实范围和精神由所附权利要求给出。
Claims (20)
1.一种透明结构，包括：
具有多个微米级结构或纳米级结构的透明衬底，所述多个微米级结构或纳米级结构被配置为提供衬底上的粗糙表面；
至少一种物质，被配置为阻挡近红外或红外辐射，并部分覆盖所述衬底以及所述多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分；以及
至少一种光催化剂，被配置为至少部分覆盖所述透明结构的最外表面。
2.根据权利要求1所述的透明结构，其中，所述透明结构还包括至少一种透明导电物质，所述至少一种透明导电物质介于所述被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质和所述光催化剂之间。
3.根据权利要求1所述的透明结构，其中，所述透明衬底包括玻璃、聚合物或其组合。
4.根据权利要求1所述的透明结构，其中，所述透明衬底中的所述多个微米级结构或纳米级结构被配置为具有凹陷形状。
5.根据权利要求1所述的透明结构，其中，所述透明衬底中的所述多个微米级结构或纳米级结构被配置为具有凸起形状。
6.根据权利要求1所述的透明结构，其中，被配置为阻挡近红外或红外辐射的所述至少一种物质包括：金属、近红外辐射吸收物、红外辐射反射材料或其组合。
7.根据权利要求1所述的透明结构，其中，所述至少一种光催化剂包括TiO2、ZnO、SnO2、CdS、ZrO2、V2O2、WO3、SrTiO3或其组合。
8.根据权利要求1所述的透明结构，其中，所述至少一种光催化剂被配置为以凸出物的形式存在于所述透明结构的最外表面上。
9.根据权利要求2所述的透明结构，其中，所述至少一种透明导电物质包括金属氧化物、导电聚合物或其组合。
10.一种电致变色器件，包括：
具有多个微米级结构或纳米级结构的透明衬底，所述多个微米级结构或纳米级结构被配置为提供衬底一侧上的粗糙表面；
至少一种物质，被配置为阻挡近红外或红外辐射，并部分覆盖所述衬底以及所述多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分；以及
至少一种光催化剂，被配置为至少部分覆盖所述电致变色器件的最外表面。
11.根据权利要求10所述的电致变色器件，其中，所述电致变色器件还包括电极对和至少一种电致变色材料，所述电极对和至少一种电致变色材料介于所述被配置为阻挡近红外或红外辐射的物质和所述光催化剂之间。
12.根据权利要求10所述的电致变色器件，其中，所述电致变色器件还包括：
第一电极，被配置为至少部分覆盖所述衬底不具有所述多个微米级结构或纳米级结构的一侧；以及
至少一种电致变色材料，被配置为至少部分覆盖第二电极。
13.根据权利要求11所述的电致变色器件，其中，所述电极对包括金属氧化物、导电聚合物或其组合。
14.根据权利要求11所述的电致变色器件，其中，所述至少一种电致变色材料是以下一种或多种：五氧化二钒、氧化钨、氧化钼、五氧化钛氧化钨-氧化钼混合物、五氧化铌、氧化钴、氧化铱、以及氧化铑。
15.一种用于制造透明结构的方法，包括：
在透明衬底的至少一侧上形成多个微米级结构或纳米级结构，以提供所述衬底上的粗糙表面；
在所述衬底以及所述多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分上沉积至少一种物质，所述至少一种物质被配置为阻挡近红外或红外辐射；以及
利用至少一种光催化剂来涂覆所述透明结构的最外表面的至少可观部分。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：在对透明结构的最外表面的至少可观部分进行涂覆之前，在多个微米级结构或纳米级结构的至少可观部分上沉积至少一种透明导电物质。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，形成多个微米级结构或纳米级结构的步骤包括：
使用切割设备对透明衬底进行划刻。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，形成多个微米级结构或纳米级结构的步骤包括：
通过曝光，在涂覆有光致抗蚀剂膜的透明衬底上形成光致抗蚀剂掩膜图案；
蚀刻所述透明衬底的暴露部分；以及
去除所述光致抗蚀剂膜。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，形成多个微米级结构或纳米级结构的步骤包括：
对部分熔化的透明衬底进行冲压。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，形成多个微米级结构或纳米级结构的步骤包括：
将多个凸出物附着到透明衬底。
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