CN214896135U

CN214896135U - 电致变色玻璃

Info

Publication number: CN214896135U
Application number: CN202120354792.8U
Authority: CN
Inventors: 曾小绵; 白振中
Original assignee: Changxing Qibin Energy Saving Glass Co ltd; Hunan Qibin Energy Saving Glass Co ltd; Guangdong Kibing Energy Saving Glass Co ltd
Current assignee: Changxing Qibin Energy Saving Glass Co ltd; Hunan Qibin Energy Saving Glass Co ltd; Guangdong Kibing Energy Saving Glass Co ltd
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2031-02-08

Abstract

本实用新型提供一种电致变色玻璃，包括第一导电玻璃、第二导电玻璃、离子储存层、电致变色层、至少一离子导体层和至少一离子空位层。离子储存层和电致变色层均夹设于第一导电玻璃和第二导电玻璃之间；离子导体层和离子空位层均夹设于离子储存层和电致变色层之间，离子导体层与离子空位层相邻层叠设置，离子导体层用以提供迁移离子，离子空位层用以供迁移离子嵌入或脱嵌。本实用新型技术方案通过增设离子空位层后，便于迁移离子能够快速嵌入和脱嵌，减少迁移离子运动路径，使得两个变色层中迁移离子的浓度可以维持较高的浓度，以完成电致变色，从而提升电致变色玻璃的循环次数。

Description

电致变色玻璃

技术领域

本实用新型涉及玻璃技术领域，尤其涉及一种电致变色玻璃。

背景技术

电致变色，是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，电致变色材料是一种新型功能材料，在信息、电子、能源、建筑以及国防等方面都有广泛的用途，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。

电致变色玻璃结合了电致变色薄膜材料、玻璃封装领域和电子电控领域的最新技术，可以在玻璃上实现遮阳、隐私、节能效果的智能化控制。电致变色玻璃代表了玻璃未来的发展方向，将为全球建筑的节能化和智能化变色贡献力量。电致变色玻璃的基本结构都是由两片玻璃基材和夹在其中的五层薄膜材料构成，分别为透明导电层(TC)、离子储存层(CE)、离子导体层(IC)、电致变色层(EC)、透明导电层(TC)。

但目前，随着电致变色器件循环次数的增加，其电流密度将急剧减少，离子储存层和电致变色层的变色效果会越来越差。这是由于两变色膜层之间迁移离子的迁移路径较长，且随着循环次数的增加，两变色膜层的形貌会随之改变，逐渐变得致密，使得迁移离子在两变色膜层中不能完全嵌入和脱嵌，导致两变色膜层中迁移离子浓度不足而不能完全引起其化学反应，比如，WO₃膜层(电致变色层)中无色的W⁶⁺不能被还原为蓝色的W⁵⁺，NiO膜层(离子储存层)中无色的Ni²⁺不能成为灰色或棕色的Ni³⁺，即电致变色器件的变色功能消失。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种电致变色玻璃，旨在减少迁移离子迁移路径，提高变色层中的迁移离子浓度，从而提升电致变色玻璃的循环次数。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电致变色玻璃，包括：

第一导电玻璃和第二导电玻璃；

离子储存层和电致变色层，均夹设于所述第一导电玻璃和第二导电玻璃之间；以及，

至少一离子导体层和至少一离子空位层，均夹设于所述离子储存层和电致变色层之间，所述离子导体层与所述离子空位层相邻层叠设置，所述离子导体层用以提供迁移离子，所述离子空位层用以供所述迁移离子嵌入或脱嵌。

可选地，所述电致变色玻璃包括一离子导体层和一离子空位层，所述离子空位层夹设于所述离子储存层与所述离子导体层之间；或，所述离子空位层夹设于所述离子导体层与所述电致变色层之间。

可选地，所述电致变色玻璃包括两离子导体层和一离子空位层，所述离子空位层夹设于两所述离子导体层之间。

可选地，所述电致变色玻璃包括一离子导体层和两离子空位层，所述离子导体层夹设于两所述离子空位层之间。

可选地，所述离子空位层为碳基材料层、或硅基材料层、或锡基材料层。

可选地，所述碳基材料层的材料选自石墨烯、无定型炭、中间相碳微球、天然石墨和人造石墨中的任意一种或多种。

可选地，所述离子储存层的材料选自NiO、IrO₂、Cr₂O₅、V₂O₅、Co₂O₃、Rh₂O₃中的任意一种或多种；所述电致变色层的材料WO₃、MoO₃、TiO₂、Nb₂O₅、MnO₂、Ta₂O₅、紫碱、聚苯胺、紫罗精、吡唑啉、聚吡咯中的任意一种或多种；所述离子导体层的材料选自LiPON、LiTaO₃、LiNbO₃、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiCoO₂、锰酸钠、钴酸钠、钒酸钠、铝离子掺杂的LiTaO₃、铝离子掺杂的LiNbO₃、酸化的聚合物电解质中的任意一种或多种；所述迁移离子为锂离子、钠离子、铝离子、氢离子中的任意一种或多种。

可选地，所述离子储存层的厚度范围为70～150nm；所述电致变色层的厚度范围为70～150nm；所述离子导体层的厚度范围为50～150nm；所述离子空位层的厚度范围为10～50nm。

本实用新型提供一种电致变色玻璃，其离子储存层和电致变色层之间增设离子空位层，离子导体层与离子空位层相邻层叠设置，离子导体层用以提供迁移离子，离子空位层用以供迁移离子嵌入或脱嵌。本实用新型技术方案中，在离子储存层与离子空位层之间增加了离子空位层后，由于离子空位层具有较多的缺陷和空位，便于迁移离子能够快速嵌入和脱嵌，使得迁移离子仅需在离子储存层与离子空位层之间迁移，或在电致变色层与离子空位层之间迁移，减少迁移离子运动路径，使得离子储存层和电致变色层中迁移离子的浓度可以维持较高的浓度，以完成电致变色，从而提升电致变色玻璃的循环次数。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电致变色玻璃一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型电致变色玻璃另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型电致变色玻璃又一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	第一导电玻璃	200	第二导电玻璃
300	离子储存层	400	电致变色层
				500	离子导体层	600	离子空位层

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型实施例提出一种电致变色玻璃。

在本实用新型一实施例中，如图1至图3所示，所述电致变色玻璃包括：

第一导电玻璃100和第二导电玻璃200；

离子储存层300和电致变色层400，均夹设于所述第一导电玻璃100和第二导电玻璃200之间；以及，

至少一离子导体层500和至少一离子空位层600，均夹设于所述离子储存层300和电致变色层400之间，所述离子导体层500与所述离子空位层600相邻层叠设置，所述离子导体层500用以提供迁移离子，所述离子空位层600用以供所述迁移离子嵌入或脱嵌。

可以理解，电致变色玻璃通常包括两片玻璃基材和夹在两片玻璃基材中的五层薄膜，五层膜层分别为透明导电层(TC)、离子储存层(CE)、离子导体层(IC)、电致变色层(EC)和透明导电层(TC)。其中一玻璃基材与相邻的一透明导电层组成第一导电玻璃100，另一玻璃基材与相邻的一透明导电层组成第二导电玻璃200。本实施例中，两透明导电层均为氧化铟锡(ITO)导电膜层，即两导电玻璃均为ITO导电玻璃。具体的，ITO导电玻璃是利用磁控溅射的方法在钠钙基或硅硼基玻璃基片上镀上一层ITO导电膜层制作成的。需要说明的是，两导电玻璃均呈透明状，但本实用新型不对两导电玻璃的透明度进行限制，只要导电玻璃能够允许光线透过，不影响变色层颜色的显示即可。

其中，电致变色层400用以控制电致变色玻璃的整体颜色，离子存储层起到存储离子和平衡电荷的功能，离子导体层500则用以提供迁移离子及离子传输通道。本实施例中，离子储存层300和电致变色层400之间还增设了离子空位层600。可选地，离子空位层600为层状结构，具有大量的缺陷和空位，以便于迁移离子嵌入或脱嵌。

另外，离子导体层500的数量可以设置为一层或多层，同样的，离子空位层600的数量也可以设置为一层或多层，本实用新型不对离子导体层500与离子空位层600的具体数量进行限制；离子空位层600可以设置在离子储存层300与离子导体层500之间，或者设置在电致变色层400与离子导体层500之间，还或者设置在两个离子导体层500之间，本实用新型也不对离子导体层500和离子空位层600的具体位置进行限制，只要离子导体层500和离子空位层600设置在离子储存层300和电致变色层400之间即可。

本实施例技术方案通过在离子储存层300与离子空位层600之间增加离子空位层600后，由于离子空位层600具有较多的缺陷和空位，便于迁移离子能够快速嵌入和脱嵌，使得迁移离子仅需在离子储存层300与离子空位层600之间迁移，或在电致变色层400与离子空位层600之间迁移，减少迁移离子运动路径，使得离子储存层300和电致变色层400中迁移离子的浓度可以维持较高的浓度，以完成电致变色，从而提升电致变色玻璃的循环次数。

一实施例中，所述电致变色玻璃包括一离子导体层500和一离子空位层600，离子空位层600夹设于离子储存层300与离子导体层500之间，具体的，电致变色玻璃的结构如下：第一导电玻璃100/离子储存层300/离子空位层600/离子导体层500/电致变色层400/第二导电玻璃200。

或者，离子空位层600夹设于离子导体层500与电致变色层400之间，具体的，如图1所示，电致变色玻璃的结构如下：第一导电玻璃100/离子储存层300/离子导体层500/离子空位层600/电致变色层400/第二导电玻璃200。

可以理解，离子空位层600的引入，可以有效改变迁移离子的运动路线。具体的，在电致变色玻璃变色过程中，迁移离子从离子空位层600进入电致变色层400，引起电致变色层400变色，褪色过程中，迁移离子从电致变色层400直接脱嵌，进入离子空位层600，减少迁移离子运动路径，始终保持迁移离子在电致变色层400中的浓度，使变色和褪色反应充分进行。同理，迁移离子从离子空位层600进入离子储存层300，引起离子储存层300褪色，当迁移离子从离子储存层300进入离子空位层600，将引起离子储存层300着色，完成电致变色反应。

另一实施例中，所述电致变色玻璃包括两离子导体层500和一离子空位层600，所述离子空位层600夹设于两所述离子导体层500之间。具体的，如图2所示，电致变色玻璃的结构如下：第一导电玻璃100/离子储存层300/离子导体层500/离子空位层600/离子导体层500/电致变色层400/第二导电玻璃200。相较于上一实施例，本实施例技术方案增设了一离子导体层500，使得离子存储层和电致变色层400都能够贴靠离子导体层500设置，从而有利于同时增加离子存储层和电致变色层400中迁移离子的浓度，从而利于促成电致变色。

又一实施例中，所述电致变色玻璃包括一离子导体层500和两离子空位层600，所述离子导体层500夹设于两所述离子空位层600之间。具体的，如图3所示，电致变色玻璃的结构如下：第一导电玻璃100/离子储存层300/离子空位层600/离子导体层500/离子空位层600/电致变色层400/第二导电玻璃200。相较于上述两个实施例，本实施例技术方案增设了一离子空位层600，使得离子存储层和电致变色层400的附近都设有离子空位层600，从而能够减少离子存储层与离子空位层600之间的迁移离子运动路径，同时减少电致变色层400与离子空位层600之间的迁移离子运动路径，使得离子储存层300和电致变色层400中迁移离子的浓度可以长时间维持较高的浓度，从而提升电致变色玻璃的循环次数。

可选地，所述离子空位层600为碳基材料层、或硅基材料层、或锡基材料层等。可以理解，离子空位层600应选择具有较多缺陷和空位的材料层，以便于迁移离子的嵌入或脱嵌。

其中，碳基材料层的材料选自石墨烯、无定型炭、中间相碳微球、天然石墨和人造石墨等中的任意一种或多种。可以理解，碳基材料层多为层状结构，拥有大量的缺陷和空位，有利于迁移离子的快速嵌入或脱嵌；另外，碳基材料还具有优良的导电性能，从而利于提升离子储存层300和电致变色层400之间的离子传输。

可选地，所述离子储存层300的材料选自NiO、IrO₂、Cr₂O₅、V₂O₅、Co₂O₃、Rh₂O₃中的任意一种或多种；所述电致变色层400的材料WO₃、MoO₃、TiO₂、Nb₂O₅、MnO₂、Ta₂O₅、紫碱、聚苯胺、紫罗精、吡唑啉、聚吡咯中的任意一种或多种；所述离子导体层500的材料选自LiPON、LiTaO₃、LiNbO₃、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiCoO₂、锰酸钠、钴酸钠、钒酸钠、铝离子掺杂的LiTaO₃、铝离子掺杂的LiNbO₃、酸化的聚合物电解质等中的任意一种或多种；所述迁移离子为锂离子、钠离子、铝离子、氢离子等中的任意一种或多种。可以理解，迁移离子的类型取决于离子导体层500的材料。如果离子导体层500的材料为LiPON、LiTaO₃、LiNbO₃、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiCoO₂等含锂的电解质，那么迁移离子就为锂离子；如果离子导体层500的材料为锰酸钠、钴酸钠、钒酸钠等含钠的电解质，那么迁移离子就为钠离子；如果离子导体层500的材料为铝离子掺杂的LiTaO₃、铝离子掺杂的LiNbO₃等含铝和锂的电解质，那么迁移离子就为铝离子和锂离子；如果离子导体层500的材料为酸化的聚合物电解质，比如被硝酸、硫酸或磷酸等酸化的聚合物电解质，那么迁移离子就为氢离子。

一实施例中，导电玻璃为ITO导电玻璃，离子储存层300为NiO层，电致变色层400为WO₃层，离子导体层500为LiNbO₃层，即迁移离子为锂离子，如此，电致变色玻璃的结构如下：ITO导电玻璃/NiO层/LiNbO₃层/碳基材料层/WO₃层/ITO导电玻璃；电致变色玻璃的变色褪色过程如下：在变色过程中，锂离子从碳基材料层进入WO₃层，引起W⁶⁺到W⁵⁺的转变；褪色过程中，锂离子从WO₃层直接脱嵌，进入碳基材料层，减少锂离子运动路径，始终保持锂离子在WO₃层中的浓度，使变色和褪色反应充分进行。同理，锂离子从碳基材料层进入NiO层，引起NiO层褪色，当锂离子从NiO进入碳基材料层，将引起NiO层着色，完成电致变色反应。

进一步地，所述离子储存层300的厚度范围为70～150nm，可选地，离子储存层300的厚度为70nm、或110nm、或150nm；所述电致变色层400的厚度范围为70～150nm，可选地，电致变色层400的厚度为70nm、或110nm、或150nm。可以理解，离子储存层300和电致变色层400的厚度不宜过薄也不宜过厚。具体的，电致变色反应中决定反应速率的离子脱嵌过程是受扩散控制的，因此变色效果依赖于离子在膜层中的扩散系数和薄膜的比表面积，膜层太薄会使工艺难以控制、能够嵌入迁移离子的位置较少，从而导致电致变色层400的应用效果变差；而膜层太厚，需要反复镀膜，成本较多，也会由于膜层较厚，导致迁移离子的迁移路径较长，参与反应较慢。

所述离子导体层500的厚度范围为50～150nm，可选地，离子导体层500的厚度为50nm、或100nm、或150nm；可以理解，离子导体层500的厚度不宜过薄也不宜过厚。如果离子导体层500太薄，会使工艺难以控制，也会导致迁移离子供应不足，难以完全引起变色；如果离子导体层500太厚，也会影响电致变色玻璃的使用范围，因为现在电子设备都追求轻薄。

所述离子空位层600的厚度范围为10～50nm，可选地，离子空位层600的厚度为10nm、或30nm、或50nm。离子空位层600的选取主要起到储存部分迁移离子的作用，如果离子空位层600太薄，空位也会较少，不能很好地发挥储存作用；如果离子空位层600太厚，会增加成本，同时也会增加电致变色玻璃的光密度(遮光能力)，影响电致变色玻璃的透光度。

本实用新型实施例还提供电致变色玻璃的制备方法，包括以下步骤：

通过磁控溅射在第一导电玻璃或第二导电玻璃上镀覆电致变色层；

通过磁控溅射在第一导电玻璃或第二导电玻璃上镀覆离子储存层；

通过磁控溅射在第一导电玻璃和/或第二导电玻璃上镀覆离子导体层；

通过磁控溅射或旋涂法在第一导电玻璃和/或第一导电玻璃上镀覆离子空位层；

将第一导电玻璃与第二导电玻璃进行组装，得到电致变色玻璃。

具体的，电致变色层和离子储存层可以镀覆在同一导电玻璃上，最后再将该导电玻璃与另一导电玻璃完成组装即可；电致变色层和离子储存层也可以分别镀覆在不同的导电玻璃上，最后将两个导电玻璃完成组装即可。而离子导体层如果仅有一层，可以镀覆在任一导电玻璃上，如果有多层，可以镀覆在同一导电玻璃上或镀覆在不同的导电玻璃上均可。同样的，离子空位层如果仅有一层，可以镀覆在任一导电玻璃上，如果有多层，可以镀覆在同一导电玻璃上或镀覆在不同的导电玻璃上均可。值得注意的是，电致变色层、离子储存层、离子导体层和离子空位层的镀覆顺序取决于电致变色玻璃的具体结构。

进一步地，所述通过磁控溅射在第一导电玻璃上镀覆离子储存层，及通过磁控溅射在第二导电玻璃上镀覆电致变色层的步骤前还包括以下步骤：对第一导电玻璃和第二导电玻璃的表面进行清洁。具体的，将ITO导电玻璃依次通过聚丙烯酰胺、有机硅油，以对ITO导电玻璃表面的油污进行清除，然后再通过丙酮、乙醇等溶液，再对未清洗干净的油污和杂质进行清除，最后经过超声波清洗机清洗，最后使用丙酮和乙醇擦干，从而完成对导电玻璃表面的清洁。

进一步地，所述通过磁控溅射在第一导电玻璃或第二导电玻璃上镀覆电致变色层的步骤中，溅射功率为20～150KW，镀覆速率为0.1～3m/min，氩气流量为300～1000ml/min，氧气流量为:500～700ml/min；

所述通过磁控溅射在第一导电玻璃或第二导电玻璃上镀覆离子储存层的步骤中，溅射功率为20～150KW，镀覆速率为0.1～3m/min，氩气流量为300～1000ml/min，氧气流量为:500～700ml/min；

所述通过磁控溅射在第一导电玻璃和/或第二导电玻璃上镀覆离子导体层的步骤中，溅射功率为50～130KW，镀覆速率为0.15～3m/min，氩气流量为300～1000ml/min；

通过磁控溅射或旋涂法在第一导电玻璃和/或第二导电玻璃上镀覆离子空位层的步骤中，溅射功率为10～50KW，镀覆速率为0.15～1m/min，氩气流量为100～500ml/min。

进一步地，所述第一导电玻璃与第二导电玻璃进行组装的步骤具体如下：在清洗干净的ITO导电玻璃表面留有控制器线路接触点，将已完成磁控溅射的两个导电玻璃相对贴合，最后在玻璃结合部均匀注入防紫外线密封胶，完成电致变色玻璃的组装。

下面将结合具体实施例，对电致变色玻璃的各膜层结构、各膜层厚度和制备方法，以及相应的效果进行说明。

实施例1～实施例4

电致变色玻璃的结构如下：ITO导电玻璃/NiO层/LiNbO₃层/碳基材料层/WO₃层/ITO导电玻璃(第一导电玻璃/离子储存层/离子导体层/离子空位层/电致变色层/第二导电玻璃)。实施例1～实施例4中，电致变色玻璃的结构相同，但各膜层厚度不同，具体膜层厚度请参阅表1所示。

(1)清洁ITO导电玻璃的表面

将20cm*20cm玻璃样片依次通过聚丙烯酰胺、有机硅油，对ITO导电玻璃表面油污进行清除，然后通过丙酮、乙醇等溶液，以对未清洗干净的油污和杂质进行清除，最后经过超声波清洗机清洗3h，拿出样片再用丙酮和乙醇擦干，待下一步骤。

(2)制备电致变色层

取一片已完成清洗的ITO导电玻璃，利用磁控溅射在ITO导电玻璃上镀覆WO₃层，控制溅射功率为100KW，镀膜速率为0.15m/min，Ar流量为700ml/min，O₂流量为500ml/min。

(3)制备碳基材料层

利用磁控溅射在WO₃层上镀覆碳基材料层，控制溅射功率为30KW，镀膜速率为0.15m/min，Ar流量为300ml/min。

(4)制备离子导体层

利用磁控溅射在碳基材料层上镀覆LiNbO₃层，控制溅射功率为130KW，镀膜速率为0.15m/min，Ar流量为1000ml/min。

(5)制备离子储存层

取另一片已完成清洗的ITO导电玻璃，利用磁控溅射在ITO导电玻璃上镀覆NiO层，控制溅射功率为130KW，镀膜速率为2m/min，Ar流量为700ml/min，O₂流量为500ml/min。

(6)组装电致变色玻璃

在清洗干净的ITO导电玻璃表面留有控制器线路接触点，将已完成磁控溅射的两个导电玻璃相对贴合，最后在玻璃结合部均匀注入防紫外线密封胶，完成电致变色玻璃的组装。

实施例5～实施例8

电致变色玻璃的结构如下：ITO导电玻璃/NiO层/LiNbO₃层/碳基材料层/LiNbO₃层/WO₃层/ITO导电玻璃(第一导电玻璃/离子储存层/离子导体层/离子空位层/离子导体层/电致变色层/第二导电玻璃)。实施例5～实施例8中，电致变色玻璃的结构相同，但各膜层厚度不同，具体膜层厚度请参阅表2所示。

(1)清洁ITO导电玻璃的表面

(2)制备电致变色层

(3)制备离子导体层

利用磁控溅射在WO₃层上镀覆LiNbO₃层，控制溅射功率为130KW，镀膜速率为0.15m/min，Ar流量为1000ml/min。

(4)制备碳基材料层

利用磁控溅射在LiNbO₃层上镀覆碳基材料层，控制溅射功率为30KW，镀膜速率为0.15m/min，Ar流量为300ml/min。

(5)制备离子导体层

(6)制备离子储存层

(7)组装电致变色玻璃

实施例9～实施例12

电致变色玻璃的结构如下：ITO导电玻璃/NiO层/碳基材料层/LiNbO₃层/碳基材料层/WO₃层/ITO导电玻璃(第一导电玻璃/离子储存层/离子空位层/离子导体层/离子空位层/电致变色层/第二导电玻璃)。实施例9～实施例12中，电致变色玻璃的结构相同，但各膜层厚度不同，具体膜层厚度请参阅表3所示。

(1)清洁ITO导电玻璃的表面

(2)制备电致变色层

(3)制备碳基材料层

(4)制备离子导体层

(5)制备碳基材料层

(6)制备离子储存层

(7)组装电致变色玻璃

对比例1和对比例2

电致变色玻璃的结构如下：ITO导电玻璃/NiO层/LiNbO₃层/WO₃层/ITO导电玻璃(第一导电玻璃/离子储存层/离子导体层/电致变色层/第二导电玻璃)。对比例1和对比例2中电致变色玻璃的结构相同，但各膜层厚度不同，具体膜层厚度请参阅表4所示。

(1)清洁ITO导电玻璃的表面

(2)制备电致变色层

(3)制备离子导体层

(4)制备离子储存层

(5)组装电致变色玻璃

表1、实施例1～4所制备的不同膜层厚度的电致变色玻璃对应的响应时间和循环次数。(ITO导电玻璃/NiO层/LiNbO₃层/碳基材料层/WO₃层/ITO导电玻璃)

表2、实施例5～8所制备的不同膜层厚度的电致变色玻璃对应的响应时间和循环次数。(ITO导电玻璃/NiO层/LiNbO₃层/碳基材料层/LiNbO₃层/WO₃层/ITO导电玻璃)

表3、实施例9～12所制备的不同膜层厚度的电致变色玻璃对应的响应时间和循环次数。(ITO导电玻璃/NiO层/碳基材料层/LiNbO₃层/碳基材料层/WO₃层/ITO导电玻璃)

表4、对比例1和对比例2所制备的不同膜层厚度的电致变色玻璃对应的响应时间和循环次数。(ITO导电玻璃/NiO层/LiNbO₃层/WO₃层/ITO导电玻璃)

应说明的是，电致变色玻璃的响应时间包括着色时间和褪色时间，其中着色时间指的是电致变色玻璃从褪色态到着色态所需的时间，褪色时间指的是电致变色玻璃着色态转换到褪色态所需的时间。上述实施例和对比例中，响应时间均使用着色时间进行表示。

电致变色玻璃的循环次数是指电致变色玻璃能够稳定循环的次数，电致变色玻璃经过多次循环了后，如果变色缓慢，就不计入循环次数中。

通过将实施例与对比例进行比较可以发现，实施例的电致变色玻璃的循环次数要优于对比例的电致变色玻璃，这是由于相较于对比例，实施例中的电致变色玻璃中，在WO₃层(电致变色层)和NiO层(离子储存层)之间增设了碳基材料层(离子空位层)，由于碳基材料层具有较多的缺陷和空位，能够供锂离子快速嵌入和脱嵌，减少锂离子运动路径，使得WO₃层和NiO层的浓度可以长时间维持较高的浓度，从而有利于提升电致变色玻璃的循环次数。

通过对比实施例1～4、实施例5～8、实施例9～12可以发现，对于同一种结构的电致变色玻璃，碳基材料层(离子空位层)的厚度越厚，电致变色玻璃的响应时间更快，循环次数越好，这是由于碳基材料层越厚，其空位和缺陷就越多，越有利于锂离子的嵌入和脱嵌，从而提升电致变色玻璃的循环次数。但如果碳基材料层太厚，会增加成本，同时也会影响电致变色玻璃的透光度。因此，需要综合考虑多种影响因素，来选择合适的碳基材料层厚度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种电致变色玻璃，其特征在于，包括：

第一导电玻璃和第二导电玻璃；

2.如权利要求1所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述电致变色玻璃包括一离子导体层和一离子空位层，所述离子空位层夹设于所述离子储存层与所述离子导体层之间；或，所述离子空位层夹设于所述离子导体层与所述电致变色层之间。

3.如权利要求1所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述电致变色玻璃包括两离子导体层和一离子空位层，所述离子空位层夹设于两所述离子导体层之间。

4.如权利要求1所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述电致变色玻璃包括一离子导体层和两离子空位层，所述离子导体层夹设于两所述离子空位层之间。

5.如权利要求1所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述离子空位层为碳基材料层、或硅基材料层、或锡基材料层。

6.如权利要求5所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述碳基材料层的材料选自石墨烯、无定型炭、中间相碳微球、天然石墨和人造石墨中的任意一种。

7.如权利要求1所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述离子储存层的材料选自NiO、IrO₂、Cr₂O₅、V₂O₅、Co₂O₃、Rh₂O₃中的任意一种；所述电致变色层的材料WO₃、MoO₃、TiO₂、Nb₂O₅、MnO₂、Ta₂O₅、紫碱、聚苯胺、紫罗精、吡唑啉、聚吡咯中的任意一种；所述离子导体层的材料选自LiPON、LiTaO₃、LiNbO₃、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiCoO₂、锰酸钠、钴酸钠、钒酸钠、铝离子掺杂的LiTaO₃、铝离子掺杂的LiNbO₃、酸化的聚合物电解质中的任意一种；所述迁移离子为锂离子、钠离子、铝离子、氢离子中的任意一种。

8.如权利要求1所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述离子储存层的厚度范围为70～150nm；所述电致变色层的厚度范围为70～150nm；所述离子导体层的厚度范围为50～150nm；所述离子空位层的厚度范围为10～50nm。