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申请/专利权人：长春理工大学

摘要：一种电光双方式调控变色器件及其制造方法涉及变色器件技术领域，解决了现有光电致变色器件着色时间与褪色时间均较长的问题。该器件包括：顺次设置的第一FTO透明导电玻璃、氧化钨铜变色膜、无色透明的溴锂离子电解液、二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极和第二FTO透明导电玻璃。制造方法包括：在第一FTO导电玻璃导电面上制备氧化钨铜变色膜、在第二FTO导电玻璃导电面上制备二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极、配置溴锂离子电解液、组装。本发明通过Cu纳米粒子复合在WO3、通过NiO复合TiO2，再配合硫化镉，提高了器件两极的变色性能及光阳极的光电转换效率。一种电光双方式调控变色器件的制备方法简单且成本低。

主权项：1.一种电光双方式调控变色器件，其特征在于，包括顺次设置的第一FTO透明导电玻璃、氧化钨铜变色膜、无色透明的电解液、二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极和第二FTO透明导电玻璃，所述电解液中含有溴离子和锂离子；所述氧化钨铜变色膜包括氧化钨纳米薄膜和沉积在氧化钨纳米薄膜上的铜纳米粒子，氧化钨纳米薄膜位于第一FTO透明导电玻璃上；二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极包括二氧化钛层、氧化镍层和硫化镉层，二氧化钛层位于第二FTO透明导电玻璃上，氧化镍层位于二氧化钛层上，硫化镉层位于氧化镍层上；所述二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极还包括钝化层，钝化层位于硫化镉层上；所述第一FTO透明导电玻璃和第二FTO透明导电玻璃均为无色导电玻璃；所述的一种电光双方式调控变色器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、取得第一FTO导电玻璃和第二FTO透明导电玻璃；S2、在第一FTO导电玻璃导电面上制备氧化钨铜变色膜；S3、在第二FTO导电玻璃导电面上制备二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极；S4、配置无色透明的含有溴离子和锂离子的电解液；S5、组装电解液、具有氧化钨铜变色膜的第一FTO透明导电玻璃和具有二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极的第二FTO透明导电玻璃得到电光双方式调控变色器件；所述S2包括：S2.1、配置溶质为钨酸钠和硫酸铵的溶液，该溶液的pH值为1.4～1.6；S2.2、将第一FTO导电玻璃导电面朝下放入S2.1制备的溶液中，通过水热反应在第一FTO导电玻璃上制备氧化钨纳米薄膜；S2.3、利用离子电沉积在氧化钨纳米薄膜上沉积铜纳米粒子，得到氧化钨铜变色膜；所述S3包括：S3.1、在第二FTO导电玻璃导电面上制备二氧化钛薄膜；S3.2、利用离子电沉积在二氧化钛薄膜上沉积氧化镍得到二氧化钛氧化镍复合薄膜；S3.3、采用离子层沉积法在二氧化钛氧化镍复合薄膜上制备硫化镉层，采用离子层沉积法在硫化镉层上制备钝化层，得到二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极；所述S2.2具体为：将S2.1得到溶液置于水热反应釜中，将第一FTO导电玻璃导电面朝下放入水热反应釜的该溶液中，并在水热温度为170～190℃下反应1.8～2.2小时，待到第一FTO导电玻璃冷却至室温后从溶液中取出第一FTO导电玻璃，蒸馏水冲洗第一FTO导电玻璃，将第一FTO导电玻璃放入50～70℃的鼓风干燥箱中干燥20～40分钟，干燥后退火处理50～70分钟，退火温度为280～320℃，退火处理后得到氧化钨纳米薄膜；S2.3具体为：所述S2.3采用第一沉积液进行离子电沉积，第一沉积液包括氯化铜、十六烷基三甲基溴化铵和蒸馏水，其中氯化铜的浓度为2mM、十六烷基三甲基溴化铵的浓度为5mM，以S2.2制备得到的氧化钨纳米薄膜为工作电极，铂网为对电极，银氯化银电极为参比电极，使用电位为-0.4V的恒电位法，电沉积时间为15～25s，得到氧化钨铜变色膜；所述S3.1具体为：将第二FTO导电玻璃导电面朝下放入水热反应原溶液中，140～160℃水热反应2.5～3.5小时，得到半成品的二氧化钛薄膜，待第二FTO导电玻璃自然冷却后，取出第二FTO导电玻璃并用去离子水冲洗，冲洗后氮气吹干，将第二FTO导电玻璃退火处理20～40min，退火温度为400～500℃，退火处理后得到二氧化钛薄膜；所述S3.2具体为：以0.2M的硝酸镍溶液作为第二沉积液，以S3.1得到的二氧化钛薄膜作为工作电极，铂网为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，使用电流为-2毫安的恒电流法，电沉积20～40s，得到半成品的二氧化钛氧化镍复合薄膜，将所得半成品的二氧化钛氧化镍复合薄膜以280～320℃温度退火50～70分钟，退火后得到二氧化钛氧化镍复合薄膜；所述S3.3具体为：配置出适量0.5M硝酸镉乙醇溶液，配置0.5M硫化钠甲醇水溶液，配置0.5M乙酸锌水溶液，配置0.5M硫化钠水溶液；取二氧化钛氧化镍复合薄膜进行如下四次循环，四次循环后得到硫化镉层，即得到半成品的二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极，每次循环为：将二氧化钛氧化镍复合薄膜浸泡在硝酸镉乙醇溶液中5分钟，取出后用蒸馏水冲洗干净，用氮气吹干，再次浸泡到硫化钠甲醇水溶液中5分钟，取出后用蒸馏水冲洗干净，用氮气吹干；取半成品的二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极进行如下三次循环，三次循环后得到钝化层，二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极制备完成，每次循环为：半成品的二氧化钛氧化镍硫化镉光阳极先浸泡在乙酸锌水溶液中10分钟，再浸泡硫化钠水溶液中10分钟。

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