CN117471808A - 一种基于半导体纳米粒子的调光光阀及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于半导体纳米粒子的调光光阀及其制备方法，调光光阀中包括悬浮液，悬浮液中均匀分散着具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子，该纳米粒子具有内部偶极矩，具有能在电场中翻转且呈现定向分布的特性，能实现调光光阀对可见光透过率的调节，此外，金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子具有光热稳定性，环境适应性强，可拓展调光光阀的应用场景。
Description
技术领域
本发明属于液态光阀技术领域，尤其涉及一种基于半导体纳米粒子的调光光阀及其制备方法。
背景技术
调光光阀是一种可以调节光通量的装置，根据原理不同，通常可将调光光阀分为三种类型：液晶型(包括聚合物分散液晶PDLC，双稳态液晶Bistable LC，染料液晶Dye LC)、电致变色型(EC)以及悬浮粒子器件(SPD)。上述三种类型调光光阀都是通过在两个透明导电电极之间夹入电活性成分来实现的。其中：电致变色型调光光阀是通过材料的氧化还原(得失电子)而产生颜色变化的；液晶型调光光阀是通过液晶分子产生光学变化的，通过在两侧的透明导电电极上施加电场来改变液晶分子的旋转状态，进而实现对光通量的调控；悬浮粒子调光光阀中，产生光学响应的则是悬浮的纳米粒子，通过在两侧的透明导电电极上施加电场，改变悬浮纳米粒子的旋转状态，来实现对光通量的调控。
上述几种类型的调光光阀中，悬浮粒子调光光阀因其调光动态范围大、光透过率连续可调、响应速度快等优势受到行业内的广泛关注。SPD调光光阀由两层透明导电电极以及夹在两层透明导电电极之间的调光层组成，通常，调光层中包含绝缘的液态有机低聚物固化形成的聚合物基质，以及悬浮于聚合物基质中的具有内部偶极矩的悬浮纳米粒子。当未接通外加电场时，这些悬浮纳米粒子做无规则的布朗运动，整体上处于低透光率状态，此时调光光阀处于暗态；当接入外加电场后，悬浮纳米粒子沿着电场方向定向排列，并随电场长度的增加逐渐旋转，直至达到与电场方向完全平行状态，使入射光能够部分或几乎全部透过调光光阀，从而达到调光的目的。该技术已经应用在奔驰、宝马等豪华品牌汽车、私人飞机舷窗、豪华游艇等场景。
由于该类碘系有机复合纳米粒子主要是由碘单质、金属离子、吡嗪二羧酸等形成的有机金属配合物，受制于碘的色彩，此类型纳米粒子只有单一的蓝色调，且其光热稳定性差、耐酸碱性弱、绝缘性差以及纳米粒子尺寸大，不但导致了SPD调光光阀中调光层的制作困难，且实际使用过程中极易产生碘单质的升华导致材料分解发黄，极大约束了SPD调光光阀的使用环境，并推高了SPD调光光阀的驱动电压，同时雾度也比较大。
因此，对本领域技术人员来说，研发出一种性能稳定、色调丰富的SPD调光光阀就显得至关重要。
发明内容
本申请的目的在于解决现有SPD调光光阀稳定性差、色调单一的技术问题，提供了一种调光光阀及其制备方法。
为实现上述目的，本申请提供了一种调光光阀，包括彼此平行且相对设置的第一透明电极和第二透明电极，以及夹设于所述第一透明电极和所述第二透明电极之间的调光层，所述调光层中包括悬浮液，所述悬浮液中均匀分散着具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子。
作为本申请进一步的改进，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子为金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒、金属卤硫/硒化合物半导体纳米线、金属卤硫/硒化合物半导体纳米管、金属卤硫/硒化合物半导体纳米丝、金属卤硫/硒化合物半导体纳米片、金属卤硫/硒化合物半导体纳米盘、金属卤硫/硒化合物半导体纳米膜中的至少一种。
作为本申请进一步的改进，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子选自BiSCl、BiSBr、BiSI、BiSeCl、BiSeBr、BiSeI、SbSCl、SbSBr、SbSI、SbSeCl、SbSeBr、SbSeI、BiSSeCl、BiSSeBr、BiSSeI、SbSSeCl、SbSSeBr、SbSSeI中的至少一种。
作为本申请进一步的改进，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒的截面直径为2nm～100nm，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒的长径比为3～100；所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米片的直径为30nm～1000nm，厚度为2nm～50nm。
作为本申请进一步的改进，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子在所述悬浮液中的质量占比为0.1％～10％。
为实现上述目的，本申请还提供了一种调光光阀的制备方法，包括如下步骤：
S1、将具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子加入到悬浮介质中，进行超声分散，得到悬浮液；
S2、将步骤S1中的所述悬浮液封装在彼此平行且相对设置的第一透明电极和第二透明电极之间，得到调光光阀。
作为本申请进一步的改进，步骤S1中，所述悬浮介质包括分散溶剂，所述分散溶剂选自环氧大豆油、羟基封端硅油、月桂氮酮、NOP、吡咯烷酮类、吡啶类、咪唑类、环保增塑剂类中的至少一种。
作为本申请进一步的改进，步骤S2中所述封装的具体过程为：
将步骤S1中的所述悬浮液加入到聚合物基质中，充分搅拌，混合均匀，得到涂布液，将所述涂布液涂布到第一透明电极和/或第二透明电极上，并将所述第一透明电极和所述第二透明电极贴合，固化后得到调光光阀。
作为本申请进一步的改进，所述悬浮液和所述聚合物基质的质量比为2:1～8:1。
作为本申请进一步的改进，所述悬浮液所在的层为调光层，所述调光层的厚度为10μm～100μm，所述调光层中悬浮液液滴的粒径范围为1μm～50μm。
作为本申请进一步的改进，所述聚合物基质选自有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂中的至少一种。
为实现上述目的，本申请还提供了一种一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子在调光光阀中的应用。
与现有技术相比，本申请的有益效果是：
(1)本申请提出了使用具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子，特别是金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒或金属卤硫/硒化合物半导体纳米片作为悬浮颗粒制备调光光阀的技术方案，开拓了金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子的新用途并扩展了SPD调光光阀的应用场景。
(2)本申请利用了具有内部偶极矩的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子能在电场中翻转且进行定向分布的特性，从而实现由其制备的SPD调光光阀对可见光透过率控制的目的。通电前，金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子做无规则运动，位置随机分布，对可见光的吸收和反射较大，调光光阀的透光率较低；通电后，金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子由于自身偶极矩在电场作用下发生翻转并定向排布，致使调光光阀由遮光态转变为通光态。由于金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子光热稳定性好，以其作为悬浮颗粒制得的调光光阀性能稳定，环境适应性好。
附图说明
图1为预备例1中的BiSBr纳米棒的透射电子显微镜图；
图2为预备例2中的BiSI纳米棒的透射电子显微镜图；
图3为预备例3中的SbSeI纳米片的透射电子显微镜图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，不用来限制本发明的范围。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
现有的SPD调光光阀主要以碘系有机复合纳米棒为主，其色调单一，光热稳定性差，极大的约束了SPD调光光阀的应用场景，为解决上述问题，本申请提供了一种调光光阀，包括彼此平行且相对设置的第一透明电极和第二透明电极，以及夹设于所述第一透明电极和所述第二透明电极之间的调光层，所述调光层中包括悬浮液，所述悬浮液中均匀分散着具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子。其中：一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子的结构设计有利于通过在电场下调控金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子的旋转状态，来调控调光光阀对可见光的透过率。
上述调光光阀的反应原理如下：不通电时，调光光阀内的光学感应元素金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子在悬浮液滴内做无规则运动，位置随机分布，致使调光光阀对可见光的吸收和反射较大，透光率较低；通电时，金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子由于自身偶极矩在电场作用下发生翻转并定向排布，致使调光光阀由遮光态转变为通光态。金属卤硫/硒化合物半导体纳米材料具有优异的光热稳定性，拓宽了调光光阀的应用场景。
在一个可选的实施方案中，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子为金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒、金属卤硫/硒化合物半导体纳米线、金属卤硫/硒化合物半导体纳米管、金属卤硫/硒化合物半导体纳米丝、金属卤硫/硒化合物半导体纳米片、金属卤硫/硒化合物半导体纳米盘、金属卤硫/硒化合物半导体纳米膜中的至少一种。
其中：金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒和金属卤硫/硒化合物半导体纳米片因制备技术成熟，成本低，常被用于调光光阀中。进一步的，当所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒的截面直径为2nm～100nm，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒的长径比为3～100时，以及当所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米片的直径为30nm～1000nm，厚度为2nm～50nm时，其对调光光阀的调节效果较好。
在一个可选的实施方案中，不同的金属元素、卤素元素与硫和/或硒元素均可进行组合制备成本申请所述的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子，金属卤硫/硒化合物的化学式为ASe/SX，金属元素A可以为但不仅仅限于Bi、Sb中的任意一种，卤素元素X可以为Cl、Br或I，硫、硒可以分别单独存在，也可以掺杂存在纳米晶体中。因不同的金属元素、卤素元素与硫和/或硒元素的组合会产生不同的颜色，人们可以根据需求选择不同的搭配方式，其中：硫和/或硒元素以及卤素元素主要起调节纳米粒子的颜色的作用，金属元素主要用于控制纳米粒子的形貌。本申请的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子，从晶体结构角度来说是一种非对称的各向异性结构，因而尽管单个分子呈现电中性，在各向异性结构的纳米材料中其电中性点和物理中心点并不重合，因而呈现出极化特性，从而受到电场强度影响，长径比越大越易受到电场极化，从而在带电场中发生受控的偏转。进一步的，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子可以为但不仅仅限于BiSCl、BiSBr、BiSI、BiSeCl、BiSeBr、BiSeI、SbSCl、SbSBr、SbSI、SbSeCl、SbSeBr、SbSeI、BiSSeCl、BiSSeBr、BiSSeI、SbSSeCl、SbSSeBr、SbSSeI等中的至少一种。
在一个可选的实施方案中，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子在所述悬浮液中的质量占比为0.1％～10％。上述质量比例能确保金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子均匀的分散在分散溶剂中，不受重力影响发生沉降聚集现象，且能起到调节可见光透过率的作用。
在一个可选的实施方案中，第一透明电极可以为但不仅仅限于选自ITO、FTO、FZO、IZO、GZO、AZO、纳米Ag线、导电石墨烯、纳米Cu线等中的至少一种，第二透明电极可以但不仅仅限于选自ITO、FTO、FZO、IZO、GZO、AZO、纳米Ag线、导电石墨烯、纳米Cu线等中的至少一种。在第一透明电极的外侧还可以设置第一透明基板，以用于保护或支撑第一透明电极，第一透明基板可以但不仅仅限于选自PET、PC、PE、PP、PI、CPI、COP、TPU等中的至少一种。在第二透明电极的外侧还可以设置第二透明基板，以用于保护或支撑第一透明电极，第二透明基板可以为但不仅仅限于选自PET、PC、PE、PP、PI、CPI、COP、TPU等中的至少一种。
本申请还提供了一种调光光阀的制备方法，包括如下步骤：
S1、将具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子加入到悬浮介质中，进行超声分散，得到悬浮液；
S2、将步骤S1中的所述悬浮液封装在彼此平行且相对设置的第一透明电极和第二透明电极之间，得到调光光阀。
在一个可选的实施方案中，所述悬浮介质包括分散溶剂，所述分散溶剂可以为但不仅仅限于选自环氧大豆油、羟基封端硅油、月桂氮酮、NOP、吡咯烷酮类、吡啶类、咪唑类、环保增塑剂类中的至少一种。分散剂的作用是使金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子均匀分散，同时也能防止纳米颗粒的凝聚和沉降，形成性能稳定的悬浮液。优选的，所述悬浮介质还可包括分散助剂，所述分散助剂可选自但不仅仅限于聚氨酯改性聚酯类树脂。分散助剂的作用是是为了让纳米粒子能够在分散液中稳定悬浮，分散助剂能在纳米粒子表层形成化学吸附层，每个纳米粒子表层的化学吸附层能够形成稳定的静电斥力，从而有效保持纳米粒子的悬浮。
在进一步的实施方案中，步骤S2中所述封装的具体过程为：将步骤S1中的所述悬浮液加入到聚合物基质中，充分搅拌，混合均匀，得到涂布液，将所述涂布液涂布到第一透明电极和/或第二透明电极上，并将所述第一透明电极和所述第二透明电极贴合，固化后得到调光光阀。优选的，根据聚合物基质材料的选择，固化的工艺可以为但不仅仅限于热固化、电子束辐照固化、UV固化等。
在一个可选的实施方案中，所述悬浮液和所述聚合物基质的质量比为2:1～8:1。在上述质量比例范围内，调光层成膜后，调光光阀的透过率、雾度、调光层与两层基板之间的粘结力以及支撑力均能达到预设的要求。
在一个可选的实施方案中，所述悬浮液所在的层为调光层，所述调光层的厚度为10μm～100μm，调光层的厚度设置有利于使调光光阀的透光率维持在预设范围内，所述预设范围可以如下：不通电时的透过率不高于10％，通电时的透过率不低于50％。优选的，本申请所提供的调光光阀在不通电时可见光透过率为0.1％～3％左右，通电时可见光透过率为25％～45％，调节光通量效果良好。所述调光层中悬浮液液滴的粒径范围为1μm～50μm，通过悬浮液和聚合物基质的质量比调控嵌入到聚合物基质内的悬浮液液滴的粒径范围，若悬浮液液滴的粒径过小，会容易引起纳米粒子旋转空间受限，若悬浮液液滴的粒径过大，容易使调光层失去支撑。
在一个可选的实施方案中，所述聚合物基质选自有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂中的至少一种。聚合物基质的作用是能将悬浮液分散成小液滴，并固化成固态物质，便于粘合到透明电极上，形成调光光阀中的调光层。应用聚合物基质将悬浮液封装在彼此平行且相对设置的第一透明电极和第二透明电极之间，可制备成柔性的调光光阀器件。此外，本申请所选用的聚合物基质具有优异的绝缘性能、耐酸碱性、耐老化性能，将其应用于调光光阀时，能使调光光阀具有优异的稳定性。
一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子在调光光阀中的应用。调光光阀的工作原理是：利用悬浮液液滴内的具有偶极矩的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子，在不存在电场的环境下，做无规则运动，位置随机分布，在电场存在的环境下，会发生翻转并定向排布，因此，金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子需要具有一维或二维形状，通过调整翻转程度，才能起到调控调光光阀的可见光透过率的作用。本申请虽然只提供了一种金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒在调光光阀中的作用，但金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子并不仅仅限于金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒，还可以为金属卤硫/硒化合物半导体纳米线、金属卤硫/硒化合物半导体纳米管、金属卤硫/硒化合物半导体纳米丝、金属卤硫/硒化合物半导体纳米片、金属卤硫/硒化合物半导体纳米盘、金属卤硫/硒化合物半导体纳米膜等中的至少一种。
为佐证本申请的技术方案具有优异的效果，还提供了以下具体实施方案：
预备例1
BiSBr纳米棒的制备：本实施例的BiSBr纳米棒是由如下步骤合成的：
1、金属源前驱体制备：将6.2g BiCl3加入到250mL圆底烧瓶内，随后加入45g油胺，12g油酸,10g正己胺及9g十八烯，搅拌下升温至100℃，并保持60分钟；
2、硫源制备：将0.9g硫粉加入到18g油胺及15g正己胺的混合液中，并在80℃恒温加热至硒粉完全溶解，备用；
3、溴源制备：将1.2g苯甲酰溴溶于12g十八烯中，备用；
4、将步骤2中的硫源迅速加入到步骤1中的圆底烧瓶内，并升温至180℃，保持120分钟；
5、将步骤3中的溴源迅速加入至步骤4中的圆底烧瓶内，并保持180℃恒温30分钟，停止加热，待反应液冷却。
6、向反应液中加入二甲苯、无水乙醇，并反复超声清洗、离心沉降后得到BiSBr纳米棒，BiSBr纳米棒的直径为15nm，长度为500nm，BiSBr纳米棒的显微镜图片如图1所示。
预备例2
BiSI纳米棒的制备，本实施例的BiSI纳米棒是由如下步骤合成的：
1、金属源前驱体制备：将7.2g BiCl3加入到250mL圆底烧瓶内，随后加入38g油胺，15g油酸,10g十二胺及18g十八烯，搅拌下升温至100℃，并保持60分钟；
2、硫源制备：将0.6g硫粉加入到22g油胺及6g十二胺的混合液中，并在80℃恒温加热至硒粉完全溶解，备用；
3、碘源制备：将1g苯甲酰碘溶于15g十八烯中，备用；
4、将步骤2中的硫源迅速加入到步骤1中的圆底烧瓶内，并升温至180°C，保持120分钟；
5、将步骤3中的碘源迅速加入至步骤4中的圆底烧瓶内，并保持180℃恒温30分钟，停止加热，待反应液冷却。
6、向反应液中加入二甲苯、无水乙醇，并反复超声清洗、离心沉降后得到BiSI纳米棒，BiSI纳米棒的直径为10nm，长度为600nm，BiSI纳米棒的显微镜图片如图2所示。
预备例3
SbSeI纳米片的制备，本实施例的SbSeI纳米片是由如下步骤合成的：
1、金属源前驱体制备：将5g SbCl3加入到250mL圆底烧瓶内，随后加入40g油胺，25g油酸及18g十八烯，搅拌下升温至100℃，并保持60分钟；
2、硒源制备：将0.8g硒粉加入到20g油胺及5g辛胺的混合液中，并在80℃恒温加热至硒粉完全溶解，备用；
3、碘源制备：将1g苯甲酰碘溶于15g十八烯中，备用；
4、将步骤2中的硒源迅速加入到步骤1中的圆底烧瓶内，并升温至180℃，保持120分钟；
5、将步骤3中的碘源迅速加入至步骤4中的圆底烧瓶内，并保持180℃恒温30分钟，停止加热，待反应液冷却。
6、向反应液中加入二甲苯、无水乙醇，并反复超声清洗、离心沉降后得到SbSeI纳米片，SbSeI纳米片的直径为100nm，厚度为10nm，SbSeI纳米片的显微镜图片如图3所示。
实施例1
本实施例的调光光阀，包括第一PET透明基板、第一ITO透明电极、第二PET透明基板和第二ITO透明电极，所述第一PET透明基板和所述第二PET透明基板彼此平行且相对设置，所述第一ITO透明电极设置于所述第一PET透明基板内侧，所述第二ITO透明电极设置于所述第二PET透明基板内侧，以及夹设于所述第一ITO透明电极和所述第二ITO透明电极之间的调光层。
本实施例的调光光阀是由如下方法制备而成的：
S1、将BiSBr纳米棒加入到环氧大豆油和NOP的混合分散溶剂中，进行超声分散，得到悬浮液，BiSBr纳米棒占悬浮液的质量比为2％，其中：BiSBr纳米棒采用的是预备例1中的纳米棒；
S2、将步骤S1中的所述悬浮液加入到聚氨酯改性丙烯酸酯树脂中，所述悬浮液与所述聚氨酯改性丙烯酸酯树脂的质量比为5:1，充分搅拌，混合均匀，得到涂布液；
S3、将步骤S2中的所述涂布液涂布到第一ITO透明电极和/或第二ITO透明电极上，并将所述第一PET透明基板和所述第二PET透明基板贴合，以使所述涂布液以层状结构位于所述第一ITO透明电极和所述第二ITO透明电极之间，热固化，以使层状结构形成调光层，得到调光光阀，其中：调光层的厚度为45μm。
将调光光阀进行透过率测试，通电前，调光光阀的透过率为1％，通电后，调光光阀的透过率为35％。
实施例2
本实施例的调光光阀，包括第一CPI透明基板、第一纳米银线透明电极、第二CPI透明基板和第二纳米银线透明电极，所述第一CPI透明基板和所述第二CPI透明基板彼此平行且相对设置，所述第一纳米银线透明电极设置于所述第一CPI透明基板内侧，所述第二纳米银线透明电极设置于所述第二CPI透明基板内侧，以及夹设于所述第一纳米银线透明电极和所述第二纳米银线透明电极之间的调光层。
本实施例的调光光阀是由如下方法制备而成的：
S1、将BiSI纳米棒加入到PB10增塑剂、月桂氮酮和聚氨酯改性聚酯类分散助剂的混合悬浮介质中，进行超声分散，得到悬浮液，BiSI纳米棒占悬浮液的质量比为1.5％，其中：BiSI纳米棒选自上述预备例2中的BiSI纳米棒；
S2、将步骤S1中的所述悬浮液加入到丙烯酸改性硅胶树脂中，所述悬浮液与所述丙烯酸改性硅胶树脂的质量比为6:1，充分搅拌，混合均匀，得到涂布液,涂布液的颜色为黑色；
S3、将步骤S2中的所述涂布液涂布到第一纳米银线透明电极和/或第二纳米银线透明电极上，并将所述第一CPI透明基板和所述第二CPI透明基板贴合，以使所述涂布液以层状结构位于所述第一纳米银线透明电极和所述第二纳米银线透明电极之间，UV固化，以使层状结构形成调光层，得到黑色调光光阀，其中：调光层的厚度为35μm。
将调光光阀进行透过率测试，通电前，调光光阀的透过率为0.5％，通电后，调光光阀的透过率为20％。
实施例3
本实施例的调光光阀，包括第一TPU透明基板、第一纳米铜线透明电极、第二TPU透明基板和第二纳米铜线透明电极，所述第一TPU透明基板和所述第二TPU透明基板彼此平行且相对设置，所述第一纳米铜线透明电极设置于所述第一TPU透明基板内侧，所述第二纳米铜线透明电极设置于所述第二TPU透明基板内侧，以及夹设于所述第一纳米铜线透明电极和所述第二纳米铜线透明电极之间的调光层。
本实施例的调光光阀是由如下方法制备而成的：
S1、将SbSeI纳米片加入到偏苯三酸三辛酯增塑剂、月桂氮酮和聚氨酯改性聚酯类分散助剂的混合悬浮介质中，进行超声分散，得到悬浮液，SbSeI纳米片占悬浮液的质量比为5％，其中：SbSeI纳米片选自上述预备例3中的SbSeI纳米片；
S2、将步骤S1中的所述悬浮液加入到丙烯酸改性硅胶树脂中，所述悬浮液与所述丙烯酸改性硅胶树脂的质量比为5:1，充分搅拌，混合均匀，得到涂布液,涂布液的颜色为黄色；
S3、将步骤S2中的所述涂布液涂布到第一纳米铜线透明电极和/或第二纳米铜线透明电极上，并将所述第一TPU透明基板和所述第二TPU透明基板贴合，以使所述涂布液以层状结构位于所述第一纳米铜线透明电极和所述第二纳米铜线透明电极之间，UV固化，以使层状结构形成调光层，得到黄色调光光阀，其中：调光层的厚度为40μm。
将调光光阀进行透过率测试，通电前，调光光阀的透过率为0.5％，通电后，调光光阀的透过率为15％。
本申请还提供了一种用于调光光阀的调光层，包括聚合物基质和成液滴状分散在聚合物基质中的悬浮液，所述悬浮液包括悬浮介质和均匀分散在所述悬浮介质中的具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子。关于悬浮介质和聚合物基质的论述参考上述一种调光光阀的制备方法中所用的悬浮介质的介绍，此处不予赘述。关于金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子的论述参考上述调光光阀中金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子的论述，此处不予赘述。所述调光层的厚度可以根据预设值进行调节，优选的，所述调光层的厚度可以为10μm～350μm，进一步优选的，所述调光层的厚度可以为50μm～150μm。
本申请还提供了一种用于调光光阀的调光层的制备方法，包括如下步骤：
A、将具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子加入到悬浮介质中，进行超声分散，得到悬浮液；
B、将步骤A中的所述悬浮液加入到聚合物基质中，充分搅拌，混合均匀，得到涂布液；
C、将步骤B中的涂布液涂布成膜，固化后得到调光层。
本申请还提供了一种应用上述调光层制备调光光阀的方法，包括如下步骤：
将上述调光层封装在彼此平行且相对设置的第一透明电极和第二透明电极之间，得到调光光阀。具体的，可以通过光固化胶将调光层粘结到第一透明电极和第二透明电极之间。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于先将步骤S2中的涂布液固化成调光层后，再将调光层粘结到第一透明电极和第二透明电极之间。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于先将步骤S2中的涂布液固化成调光层后，再将调光层粘结到第一透明电极和第二透明电极之间。
实施例6
本实施例与实施例3的区别在于先将步骤S2中的涂布液固化成调光层后，再将调光层粘结到第一透明电极和第二透明电极之间。
综上所述，金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子中不同元素的组合会产生不同的颜色，在应用的过程中，人们可以根据场景选择制备不同颜色的调光光阀，无需引入有机染料，降低了成本，提升了调光光阀的化学稳定性，拓宽了应用场景。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种调光光阀，其特征在于，包括彼此平行且相对设置的第一透明电极和第二透明电极，以及夹设于所述第一透明电极和所述第二透明电极之间的调光层，所述调光层中包括悬浮液，所述悬浮液中均匀分散着具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的调光光阀，其特征在于，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子为金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒、金属卤硫/硒化合物半导体纳米线、金属卤硫/硒化合物半导体纳米管、金属卤硫/硒化合物半导体纳米丝、金属卤硫/硒化合物半导体纳米片、金属卤硫/硒化合物半导体纳米盘、金属卤硫/硒化合物半导体纳米膜中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的调光光阀，其特征在于，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子选自BiSCl、BiSBr、BiSI、BiSeCl、BiSeBr、BiSeI、SbSCl、SbSBr、SbSI、SbSeCl、SbSeBr、SbSeI、BiSSeCl、BiSSeBr、BiSSeI、SbSSeCl、SbSSeBr、SbSSeI中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的调光光阀，其特征在于，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒的截面直径为2nm～100nm，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米棒的长径比为3～100；所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米片的直径为30nm～1000nm，厚度为2nm～50nm。
5.根据权利要求2所述的调光光阀，其特征在于，所述金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子在所述悬浮液中的质量占比为0.1％～10％。
6.一种调光光阀的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将具有一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子加入到悬浮介质中，进行超声分散，得到悬浮液；
S2、将步骤S1中的所述悬浮液封装在彼此平行且相对设置的第一透明电极和第二透明电极之间，得到调光光阀。
7.根据权利要求6所述的调光光阀的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述悬浮介质包括分散溶剂，所述分散溶剂选自环氧大豆油、羟基封端硅油、月桂氮酮、NOP、吡咯烷酮类、吡啶类、咪唑类、环保增塑剂类中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的调光光阀的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述封装的具体过程为：
将步骤S1中的所述悬浮液加入到聚合物基质中，充分搅拌，混合均匀，得到涂布液，将所述涂布液涂布到第一透明电极和/或第二透明电极上，并将所述第一透明电极和所述第二透明电极贴合，固化后得到调光光阀。
9.根据权利要求8所述的调光光阀的制备方法，其特征在于，所述悬浮液和所述聚合物基质的质量比为2:1～8:1。
10.根据权利要求8所述的调光光阀的制备方法，其特征在于，所述悬浮液所在的层为调光层，所述调光层的厚度为10μm～100μm，所述调光层中悬浮液液滴的粒径范围为1μm～50μm。
11.根据权利要求8所述的调光光阀的制备方法，其特征在于，所述聚合物基质选自有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂中的至少一种。
12.一维和/或二维形状的金属卤硫/硒化合物半导体纳米粒子在调光光阀中的应用。
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