CN111474793B - 一种在电致变色器件中富集锂的方法及电致变色器件 - Google Patents
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- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/1514—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
- G02F1/1523—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material
Abstract
本发明公开了一种在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，包括：将第一靶材以惰性气体掺杂第一反应气在第一导电层上进行反应溅射，形成电致变色层，沉积所述电致变色层时，使用含锂靶材以所述惰性气体掺杂第二反应气，与所述电致变色层进行共沉积或交错沉积；在所述电致变色层上形成离子传导层；在所述离子传导层上形成离子存储层；在所述离子存储层上形成第二导电层。本发明的技术效果在于：在电致变色层中形成局部锂含量的高浓度，提升了电致变色器件的着色对比度和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电致变色领域，尤其涉及一种在电致变色器件中富集锂的方法及电致变色器件。
背景技术
电致变色是指光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆颜色变化的现象。电致变色技术发展已有四十余年，电致变色器件(Electrochromic Device，ECD)由于其具有对透射光强度的连续可调性、能量损耗低、具有开路记忆功能等特点，在智能窗、显示器、航天器温控调制、汽车无眩后视镜、武器装备隐身等领域具有广阔的应用前景。基于ECD的玻璃作为一类全新的智能窗，能按舒适需求来调节入射太阳光的强度，有效降低耗能，展示出了显著的节能效果。随着人类对消费产品要求的不断提高，ECD在汽车、家电家具、航天航空、轨道交通、绿色建筑等领域展现出巨大的市场前景和应用价值，电致变色产品已经引起国内外越来越广泛的关注和重视，是继吸热玻璃、热反射镀膜玻璃、低辐射玻璃之后的新一代高效建筑节能产品。
在传统电致变色器件中，功能层沉积完毕后都需要在每个功能层上沉积(掺杂)锂，之后退火令锂离子扩散进入功能层内部并在功能层之间形成界面，促进锂离子在通电后的传导速度，锂的分布梯度主要由金属锂在各膜层的扩散溶解度决定。然而，这种由金属锂扩散形成的锂的分布往往并不是电致变色器件所需的最佳锂的分布，由此直接导致了得到的电致变色器件的稳定性和着色对比度较差。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是在电致变色器件中更好的掺杂锂离子，增强电致变色器件的稳定性和着色对比度。
为实现上述目的，本发明提供了一种在电致变色器件中富集锂的方法，包括：
将第一靶材以惰性气体掺杂第一反应气在第一导电层上进行反应溅射，形成电致变色层，；
在所述电致变色层上形成离子传导层；
将第二靶材以所述惰性气体掺杂所述第一反应气在所述离子传导层上进行反应溅射，形成离子存储层；
在所述离子存储层上形成第二导电层；
还包括以下步骤：
沉积功能层时，使用含锂靶材以所述惰性气体掺杂第二反应气，与至少一个所述功能层进行共沉积或交错沉积，所述功能层包括所述电致变色层和所述离子存储层。
进一步地，还包括：将沉积完毕的所述电致变色器件在真空下于200至300℃下进行退火处理。
进一步地，所述第一反应气和所述第二反应气为氧气，所述第一反应气与所述惰性气体的体积比大于所述第二反应气与所述惰性气体的体积比。
进一步地，所述第二反应气与惰性气体的体积比为100％∶0％至0.1％∶99.9％。
进一步地，所述第一反应气和所述第二反应气的至少之一还包括含氮气体。
进一步地，所述含氮气体选自以下气体的一种或多种：氮气、氨气、一氧化氮、二氧化氮、氧化二氮、氟化氮。
进一步地，所述含锂靶材为锂靶材。
进一步地，所述含锂靶材为氧化锂靶材。
进一步地，所述交错沉积为多次交错沉积。
进一步地，所述第一靶材包括以下材料之一或它们的氧化物组成的群组：钨、钼、铌、钛、钽。
进一步地，所述第二靶材包括以下材料之一或它们的氧化物组成的群组：镍、铱、钴、锰、钨。
本发明还提供了一种电致变色器件，包括：基底、第一导电层、电致变色层、离子传导层、离子存储层和第二导电层；
所述第一导电层被堆叠在所述基底上，所述电致变色层被堆叠在所述第一导电层上，所述离子传导层被堆叠在所述电致变色层上，所述离子存储层被堆叠在所述离子传导层上，所述第二导电层被堆叠在所述离子存储层上；
其中，所述电致变色层和所述离子存储层中的至少一个包括多个锂富集区，所述锂富集区中的锂含量高于所述锂富集区所在功能层内的其他区域，所述功能层包括所述电致变色层和所述离子存储层。
进一步地，所述锂富集区中的锂含量至少比相邻区域锂含量相对值高15％
进一步地，所述锂富集区包括以下材料中的一种或多种：氧化锂、氮化锂。
进一步地，所述电致变色层中包括阴极着色材料，所述离子存储层中包括阳极着色材料。
进一步地，所述阴极着色材料选自以下材料的一种或多种：氮氧化钨、氮氧化钼、氮氧化铌、氮氧化钛、氮氧化钽；所述阳极着色材料选自以下材料的一种或多种：氮氧化镍、氮氧化铱、氮氧化锰、氮氧化钴、氮氧化钨镍、氮氧化钨铱、氮氧化钨锰、氮氧化钨钴。
本发明的技术效果在于：在电致变色层中引入锂离子并形成局部锂含量的高浓度，进一步提升了电致变色器件的着色对比度和稳定性。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例的方法流程图；
图2为本发明一实施例的结构示意图；
图3为本发明实施例与对比例的锂含量对比曲线。
附图标记说明：100-基底；105-第一导电层；110-电致变色层；115-离子传导层；120-离子存储层；125-第二导电层；400-锂富集区。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
出于简略描述的目的，在此定义本发明所称“氮含量”为氮原子摩尔数占电致变色器件单个功能层的整体原子摩尔数的百分比值。本发明所称“锂含量”为原子摩尔数的百分比值。
如图1所示，本发明公开了在电致变色器件中富集锂的方法，包括：
步骤S201：将第一靶材以惰性气体掺杂第一反应气在第一导电层105上进行反应溅射，形成电致变色层110，沉积所述电致变色层110时，使用含锂靶材以惰性气体掺杂第二反应气，与电致变色层110进行交错沉积或共沉积；
为了防止在进行反应溅射时由第一靶材、含锂靶材和步骤S203中的第二靶材溅射出的离子被外界的氧气进一步氧化，导致无法调整成膜的具体氧化物比例，需要令溅射区外保持无氧惰性气体气氛，防止外部环境干扰，确保离子的氧化反应只在溅射区内发生。惰性气体一般使用氩气。本实施例中使用抽气通道将靶材周围的逸出溅射区的含氧气体抽走。
第一导电层105可利用真空镀膜、蒸发镀膜、溶胶凝胶等工艺直接沉积在基底100上，也可直接在具有第一导电层105的基底100上沉积电致变色层110。
电致变色层110通过等离子真空镀膜法将第一靶材反应溅射在第一导电层105上。具体地以惰性气体，优选为氩气，并掺杂第一反应气进行反应溅射。第一反应气可以为氧气，也可进一步掺杂含氮气体。第一靶材可以为钨、钼、铌、钛、钽中的一种或多种。溅射过程中，靶材上的金属被离子化并在固定在靶材周围的N磁铁和S磁铁形成的磁场作用下沉积在基底上。为了有效的控制氧化价态，可使用抽气通道将等离子态的混合气与金属离子抽走，此时沉积在基底上的金属便不会保持在含氧的气氛中，不会造成二次氧化。同时，抽气通道的功率也应随之调整，令等离子态的混合气与金属离子在基底周围上驻留足够的时间，使金属离子沉积在基底上。
在沉积电致变色层110期间，还可使用含锂靶材以惰性气体掺杂第二反应气，与电致变色层110进行交错沉积，以将锂、锂的化合物或它们的混合物沉积在电致变色层110之中。沉积次数可以为一次，也可为多次。在多次沉积的情况下，电致变色层110中即会含有多层间隔的锂、锂的化合物或它们的混合物。含锂靶材可为高纯度锂靶，其中锂含量不低于90％，防止锂靶中的杂质离子对器件的毒化导致妨碍锂离子迁移或占据锂离子的位置。此外，也可为欲沉积的锂的化合物的靶材。举例来说，如果欲与电致变色层110交错沉积的化合物材料为氧化锂，则可直接选用氧化锂靶材进行沉积。第二反应气可以为氧气，也可进一步掺杂含氮气体，应当注意的是第二反应气与惰性气体的体积比应当小于第一反应气与惰性气体的体积比，换句话说，在以第一靶材进行沉积溅射时，第一靶材应当处于富氧的环境，而在以含锂靶材进行沉积溅射时，含锂靶材应当处于贫氧的环境。这是由于含锂靶材为锂靶，锂作为一种高活泼型金属，在富养环境下容易与氧气产生剧烈反应，造成不良后果。此外，在锂靶的沉积过程中，除了沉积与氧/氮反应的氧化锂和/或氮化锂作为锂富集区400之外，还应当有一定量未反应的纯锂金属粒子1102被溅射沉积，并在交错沉积的时候逐渐地被每次沉积的电致变色层110覆盖，由此得到一种同时具有均匀分布的纯锂粒子，以及具有锂富集区的电致变色层110。通过递送锂和/或它的化合物到电致变色层110，可改良电致变色器件的性能和产率，避免在初始平衡期间由于从离子传导层而来的锂离子插入空乏层中而带来的相对较大的体积变化，而这些体积变化可引起电致变色层110或电致变色器件其他任意功能层的破裂和剥离。
此外，也可在沉积电致变色层110时，直接交错沉积氧化锂和/或氮化锂，也可提升电致变色层110的局部锂含量，得到局部锂含量的高浓度。此时第二反应气中氧气/氮气相对于惰性气体的含量比例则需要提升，以令溅射出的锂得到充分反应。也可直接使用氧化锂或氮化锂的混合靶材，以将氧化锂和/或氮化锂同时沉积在电致变色层110上。
应当理解，在交错沉积过程中，可以通过各种不同的手段将氧化锂和/或氮化锂、以及纯锂粒子递送进入电致变色层110中。举例来说，可在沉积过程中同时将氧化锂和/或氮化锂，以及纯锂粒子与电致变色层110一同沉积。或者，可在电致变色层110进行沉积的步骤之间进行一个或多个锂化步骤。举例来说，可通过首先沉积有限量的第一靶材的氧化物或氮化物，随后直接以锂靶进行溅射沉积，之后再沉积额外量的第一靶材的氧化物或氮化物，反复循环直至电致变色层110沉积至预定厚度。
步骤S202：在电致变色层110上形成离子传导层115；
利用真空镀膜、磁控溅射等方法对含锂靶材进行反应溅射，以在电致变色层110上形成离子传导层115。含锂靶材可选用现有技术中的常规靶材，例如锂、硅、钴、硼、磷或它们的混合物等。
步骤S203：将第二靶材以所述惰性气体掺杂所述第一反应气在所述离子传导层上进行反应溅射，形成离子存储层；
第二靶材可选用金属镍、铱、钨、钴、锰等作为第二靶材掺杂氧气和含氮气体，以惰性气体为载气进行反应溅射，溅射过程与电致变色层110类似，在此不再赘述。此外，由于纯金属镍、金属钴本身具有磁性，在磁控溅射过程中会对粒子的排布过程造成干扰，因此也可使用含钨的带有上述金属的合金，以达到将靶材消磁的目的。
与步骤S201类似地，也可进一步使用含锂靶材以惰性气体掺杂第二反应气，与离子存储层120进行共沉积或多次交错沉积。通过上述步骤，可在离子存储层120中形成锂富集区400，以在离子存储层120中得到局部锂含量的高浓度，由此在褪色态下，离子存储层120的透光率即可得到相应提高，其原理与步骤S201相同，均为锂离子的提升，增加了与离子存储层中的材料和电子一同发生电致变色反应所生成的相应的浅色或无色化合物，即电致变色层110中与锂离子和电子生成的电致变色化合物为着色，而离子存储层120中与锂离子和电子生成的电致变色化合物为褪色。
电致变色层110和离子存储层120作为功能层，可在共沉积和交错沉积进行时，可选的沉积功能层中的至少一层，优选为同时将含锂靶材和第二反应气掺杂惰性气体共沉积或交错沉积电致变色层110和离子存储层120，此时得到的电致变色层的性能最优。
步骤S204：在离子存储层120上形成第二导电层125；
第二导电层125的形成方式与第一导电层105相同，在此不再赘述。
可选地，步骤S205：将沉积完毕的电致变色器件在真空下进行退火处理。由此，在电致变色层110和离子存储层120之中直接沉积的金属锂部分在高温下更容易扩散，较均匀地分布到电致变色器件的各个功能层中。退火还可修复沉积过程中所产生的瑕疵，并使各个功能膜层有更好的接触。而其中直接沉积的氧化锂/氮化锂部分则停留在原先溅射的膜层处，形成多个局部锂含量的高浓度，或锂富集区400。
在电致变色层110和离子存储层120之中仅沉积氧化锂和/或氮化锂的情况下，在器件经过退火处理时，仍会有部分的锂离子从中扩散而出，填补功能层，以及电致变色层110和离子存储层120中的材料粒子之间的孔隙。
进一步地，含氮气体可以包括：氮气(N2)、氨气(NH3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氧化二氮(N2O)、氟化氮(NF3)的一种和多种，以及包括前述所述气体的其他混合气，而且该混合气中氮元素的摩尔数占比须实现本发明所欲达到的本发明目的。具体的说，在进行电致变色层110的沉积，或之后的离子传导层115、离子存储层120的沉积时，所有气体无论通过何种方式进入反应器，其均应包含作为载气的惰性气体，以及作为反应气的氧气与含氮气体。以电致变色层110为例，反应气中含氮气体的混合比例也必须达到足以令沉积后的第一电子变色层110中的氮元素占其整体原子摩尔数的0.05％～20％的程度。以氮气作为优选实施例，则反应气中氮气与氧气的混合比例为(0.1～10)∶1。
此外，在使用其他含氮气体，例如氨气、氟化氮等时，其中的杂质元素因无法与金属形成稳定化合物，会在溅射沉积过程中被抽气通道抽出。
进一步地，第二反应气中(氧气和/或含氮气体)与惰性气体的体积比为(100％∶0％)至(0.1％∶99.9％)。当第二反应气与惰性气体的体积比为100∶0时，电致变色层110和电致变色层120仅交错沉积了氧化锂和/或氮化锂。在该种情况下得到的电致变色器件仍然具有稳定性高、着色对比度高的特点，并且在退火过程中也可促进氧化锂和/或氮化锂中部分锂离子的扩散。
本发明还公开了一种电致变色器件，包括：基底100、第一导电层105、电致变色层110、离子传导层115、离子存储层120和第二导电层125；
第一导电层105被堆叠在基底100上，电致变色层110被堆叠在第一导电层105上，离子传导层115被堆叠在电致变色层110上，离子存储层120被堆叠在离子传导层115上，第二导电层115被堆叠在离子存储层120上；
其中，电致变色层110和离子存储层120中的至少一个包括多个锂富集区400，锂富集区400中的锂含量高于锂富集区400所在功能层内的其他区域，锂富集区400中的锂含量至少比相邻区域锂含量相对值高15％。如前所述，功能层包括电致变色层110和离子存储层120。
第一导电层105和第二导电层125皆为常规导电层，材料包括氧化铟锡(ITO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺硼氧化锌(BZO)、掺氟氧化锡(FTO)中的一种或多种。电致变色层110、离子传导层115、离子存储层120依次覆盖在第一导电层105与第二导电层125之间。
电致变色层110为多晶结构的金属氧化物沉积镀膜，膜厚通常为150至650纳米。使用材料为常规阴极电致变色材料，例如氧化钨、氧化铌等。
在交错沉积过程中形成的电致变色层110中的锂富集区400，可分别进一步提升电致变色器件的着色对比度和稳定性。针对着色对比度的提升，这是由于进入电致变色层110锂离子的增加，导致在电致变色器件通电后会进一步增加着色化合物的生成，可减小电致变色层着色后的透光率，即提升了电致变色器件的着色对比度。此外，电致变色层110和离子存储层120中基础锂含量的升高，即基础锂离子的增加后，在电致变色器件通电时，电致变色层110仅需得到比传统电致变色器件所需锂离子更少的量，即可完成着色过程，由此进一步地增加了电致变色器件的变色速度。
针对稳定性提升，一般地，结晶度更高的电致变色层110和离子存储层120会具有更高的稳定性。然而在该种情况下电致变色器件通电时，锂粒子的嵌入会更难，由此造成了着色态颜色较浅，透光率过高的缺点。由此传统电致变色器件通常在锂离子嵌入的难易程度和膜层稳定性之间具有一个妥协。而本发明所公开的电致变色器件，由于在电致变色层110和离子存储层120中引入了锂富集区400，可在沉积时选择提升电致变色层110和离子存储层120的结晶度的同时，也不影响锂离子的嵌入过程，仍可在电致变色层110和离子存储层120的高结晶度下，也不影响电致变色器件原本的透光率范围，并获得了结构更稳定的电致变色器件，增加了电致变色器件的使用寿命。
进一步地，电致变色层110使用的材料包括氮氧化钨(WOxNy)、氮氧化钼(MoOxNy)、氮氧化铌(NbOxNy)、氮氧化钛(TiOxNy)、氮氧化钽(TaOxNy)中的一种或多种，根据氮含量不同，x和y的参数也相应变化。电致变色层110的氮原子摩尔数一般占整体原子摩尔数的0.05％～20％，也可为0.5％～5％，还可以为0.5％～10％。一般氮含量超过20％，沉积镀膜的颜色会加深，这是由于金属氮氧化物本身的颜色所导致，而镀膜颜色的加深则会影响电致变色玻璃在褪色状态下的光透过率，令成品器件的变色范围降低。
将常规电致变色层所使用的金属氧化物替换为金属氮氧化物后，根据氮含量的不同，氮离子会替换原先金属氧化物中的氧离子，以钨为例，原先的“W-O”离子键被部分替换为“W-N”离子键，造成晶体晶格的不对称，破坏了原有离子之间的作用力平衡，使临近原子偏离平衡位置，造成晶体畸变。晶体发生畸变后，离子传输通道周围的相互作用减轻，由此提高了电致变色层的离子传输速度。而氮元素本身作为一种相对稳定的元素，其引入也并未使金属化合物的稳定性受到影响，仍然保持了良好的稳定性。
电致变色层110上覆盖有离子传导层115，用于连通电致变色层与离子存储层之间的离子，材料优选为金属锂，膜厚为10至300nm。为了提高锂离子稳定性和提高离子空隙率来提高传输速率，可在锂薄膜层里掺杂钽、铌、钴、铝、硅、磷、硼等材料。
离子存储层120被沉积于离子传输层115上，膜厚为150至650nm，其材料选择自氮氧化镍(NiOxNy)、氮氧化铱(IrOxNy)、氮氧化锰(MnOxNy)、氮氧化钴(CoOxNy)、氮氧化钨镍(WNizOxNy)、氮氧化钨铱(WIrzOxNy)、氮氧化钨锰(WMnzOxNy)、氮氧化钨钴(WCozOxNy)中的一种或多种，其膜层中的氮原子摩尔数占整体原子摩尔数的0.05％～15％左右。
由于离子存储层120内部的金属组分与电致变色层110不同，因此离子存储层120一般为微晶或者非晶结构，在常规离子存储层120中进一步引入氮元素，从常规的氧化镍、氧化铱材料转变为氮氧化镍、氮氧化铱或氮氧化钴材料，由此可以提高器件在着褪色过程中的稳定性，这是由于氮化物相对于氧化物有着更高的结合能。
进一步地，锂富集区400中包括以下材料中的一种或多种：氧化锂、氮化锂或它们的混合物。
图3(a)和图3(b)分别示出了本发明沉积方法得到的电致变色器件以及常规电致变色器件中，根据膜层深度而测得的锂含量曲线，膜层深度由第二导电层125至第一导电层105逐渐加深。由图3(b)中可以看出，常规沉积方法中的锂含量为一道平滑的曲线，而本发明的沉积方法中(图3(a))在电致变色层110和离子存储层120的相应区域具有一个突出的锂含量渐变区域，即锂富集区400。此外，在多次交错沉积的过程下，图3(a)中突出的锂含量渐变区域也可由此获得多个。
可选地，电致变色层110和离子存储层120中的电致变色材料分别为阴极着色材料和阳极着色材料。例如，电致变色层110可以采用阴极着色材料，例如氮氧化钨；离子存储层120可以采用阳极着色材料，例如氮氧化镍。即，锂离子从离子存储层120离开后，离子存储层也会进入着色状态。由此，电致变色层110和离子存储层层120相组合，并共同减少了透射通过整体电致变色器件的透光率。
进一步地，还可离子存储层120中引入钨，则可进一步增强电致变色器件的离子传输性能，而且对器件本身的着褪色性能仅产生微小的影响。
从整体上而言，本发明所述方法中所制备的电致变色器件，其变色范围达到了1％～69％。而现有的电致变色器件，例如唯景公司(View，Inc.)的电致变色器件，在相同的透明基底下，其变色范围仅有1％至58％左右。这主要是由于电致变色氮化物颜色相对于电致变色氧化物颜色更浅，整体增加了沉积在透明基底上的膜层，例如电致变色层110、离子存储层120的透光率。
器件在操作时，可以可逆地在漂白状态和着色状态之间循环。在漂白状态下，通过在第一导电层105和第二导电层125处施加电压，令锂离子穿过离子传导层115并进入含有阴极电致变色材料的电致变色层110，使其着色，而含有阳极电致变色材料的离子存储层120，也由于锂离子的离开与电致变色层110一同进入着色状态。当在在第一导电层105和第二导电层125处施加的电压电位反向时，锂离子离开电致变色层层110，通过离子传导层115回到离子存储层120内。由此，器件转换至漂白状态。根据电压控制的不同，电致变色装置不但可以在漂白状态和着色状态之间来回转换，而且可以转换成在漂白状态和着色状态之间的一个或多个中间色彩状态。
最后，在常规电致变色器件的制备过程中，由于环境气密性无法达到绝对真空的效果，常规电致变色器件中或多或少会包含一部分氮元素。发明人需要在此明确在常规电致变色器件中的氮仅为环境误差，以常规电致变色器件中的单层为例，其氮原子摩尔数占整体原子摩尔数的含量大致仅为0.004％左右，无法得到上述含氮电致变色器件的效果。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (14)
1.一种在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，包括：
将第一靶材以惰性气体掺杂第一反应气在第一导电层上进行反应溅射，形成电致变色层；
在所述电致变色层上形成离子传导层；
将第二靶材以所述惰性气体掺杂所述第一反应气在所述离子传导层上进行反应溅射，形成离子存储层；
在所述离子存储层上形成第二导电层；
还包括以下步骤：
沉积功能层时，使用含锂靶材以所述惰性气体掺杂第二反应气，与至少一个所述功能层进行共沉积或交错沉积以构建锂含量高于功能层内的其他区域的锂富集区，所述功能层包括所述电致变色层和所述离子存储层；
所述第一反应气和所述第二反应气为氧气和/或含氮气体；
其中，在用锂靶进行沉积，在所述锂靶的沉积过程中，使得除了沉积与氧/氮反应的氧化锂和/或氮化锂作为锂富集区之外，还有相当量未反应的纯锂金属粒子被溅射沉积，并在交错沉积的时候逐渐地被每次沉积的电致变色层覆盖，由此得到一种背景具有均匀分布的纯锂粒子，以及氧化锂和/或氮化锂形式存在的锂富集区的电致变色层。
2.根据权利要求1所述的在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，还包括：将沉积完毕的所述电致变色器件在真空下于200至300摄氏度进行退火处理。
3.根据权利要求1所述的在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，所述第二反应气与惰性气体的体积比为5％∶95％至0.1％∶99.9％。
4.根据权利要求3所述的在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，所述第一反应气和所述第二反应气的至少之一还包括含氮气体。
5.根据权利要求4所述的在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，所述含氮气体选自以下气体的一种或多种：氮气、氨气、一氧化氮、二氧化氮、氧化二氮、氟化氮。
6.根据权利要求1所述的在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，所述含锂靶材为金属锂靶材。
7.根据权利要求1所述的在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，所述交错沉积为多次交错沉积。
8.根据权利要求1所述的在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，所述第一靶材包括以下材料之一或它们的氧化物组成的群组：钨、钼、铌、钛、钽。
9.根据权利要求1所述的在电致变色器件中富集锂的方法，其特征在于，所述第二靶材包括以下材料之一或它们的氧化物组成的群组：镍、铱、钴、锰、钨。
10.一种电致变色器件，其特征在于，包括：基底、第一导电层、电致变色层、离子传导层、离子存储层和第二导电层；
所述第一导电层被堆叠在所述基底上，所述电致变色层被堆叠在所述第一导电层上，所述离子传导层被堆叠在所述电致变色层上，所述离子存储层被堆叠在所述离子传导层上，所述第二导电层被堆叠在所述离子存储层上；
其中，所述电致变色层和所述离子存储层中的至少一个包括多个锂富集区，所述锂富集区中的锂含量高于所述锂富集区所在功能层内的其他区域，所述功能层包括所述电致变色层和所述离子存储层；其中，在同一功能层内，所述锂富集区与所述其他区域交错相叠；
其中，所述电致变色层为背景具有均匀分布的纯锂粒子以及氧化锂和/或氮化锂形式的锂富集区的电致变色层。
11.根据权利要求10所述的电致变色器件，其特征在于，所述锂富集区中的锂含量至少比相邻区域锂含量相对值高15％。
12.根据权利要求10所述的电致变色器件，其特征在于，所述锂富集区包括以下材料中的一种或多种：氧化锂、氮化锂。
13.根据权利要求10所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色层中包括阴极着色材料，所述离子存储层中包括阳极着色材料。
14.根据权利要求13所述的电致变色器件，其特征在于，所述阴极着色材料选自以下材料的一种或多种：氮氧化钨、氮氧化钼、氮氧化铌、氮氧化钛、氮氧化钽；所述阳极着色材料选自以下材料的一种或多种：氮氧化镍、氮氧化铱、氮氧化锰、氮氧化钴、氮氧化钨镍、氮氧化钨铱、氮氧化钨锰、氮氧化钨钴。
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