CN109946897A - 自供电电致变色器件及其制备方法 - Google Patents
自供电电致变色器件及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109946897A CN109946897A CN201910392437.7A CN201910392437A CN109946897A CN 109946897 A CN109946897 A CN 109946897A CN 201910392437 A CN201910392437 A CN 201910392437A CN 109946897 A CN109946897 A CN 109946897A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- color
- conductive layer
- electrolyte
- connector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 127
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 106
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 claims description 74
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 12
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 9
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 46
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 44
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 42
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 38
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 30
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical group OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 24
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 23
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 22
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 21
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 21
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 18
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 14
- 229920001893 acrylonitrile styrene Polymers 0.000 description 13
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 13
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 13
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 13
- SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N prop-2-enenitrile;styrene Chemical compound C=CC#N.C=CC1=CC=CC=C1 SCUZVMOVTVSBLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 12
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 11
- -1 methoxybiphenyls Chemical class 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 8
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- MCTWTZJPVLRJOU-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-1H-imidazole Chemical compound CN1C=CN=C1 MCTWTZJPVLRJOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 6
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- LWXVCCOAQYNXNX-UHFFFAOYSA-N lithium hypochlorite Chemical compound [Li+].Cl[O-] LWXVCCOAQYNXNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N n,n'-methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JNRLEMMIVRBKJE-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Methylenebis(N,N-dimethylaniline) Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1CC1=CC=C(N(C)C)C=C1 JNRLEMMIVRBKJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical group [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- YMMGRPLNZPTZBS-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[2,3-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=C1C=CS2 YMMGRPLNZPTZBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLSZMDLNRCVEIJ-UHFFFAOYSA-N 4-methylimidazole Chemical compound CC1=CNC=N1 XLSZMDLNRCVEIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 2
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 2
- BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M sodium perchlorate Chemical compound [Na+].[O-]Cl(=O)(=O)=O BAZAXWOYCMUHIX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001488 sodium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- OQVYMXCRDHDTTH-UHFFFAOYSA-N 4-(diethoxyphosphorylmethyl)-2-[4-(diethoxyphosphorylmethyl)pyridin-2-yl]pyridine Chemical compound CCOP(=O)(OCC)CC1=CC=NC(C=2N=CC=C(CP(=O)(OCC)OCC)C=2)=C1 OQVYMXCRDHDTTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002781 RbAg4I5 Inorganic materials 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical group [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000004054 benzoquinones Chemical class 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001716 carbazoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 150000008376 fluorenones Chemical class 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical class OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003141 α-AgI Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
本发明涉及一种自供电电致变色器件及其制备方法，该器件无需提供外部电源，能自供电实现器件的颜色变化，大大扩展了其使用场所与应用场景。通过采用能导电的连接件与电解质层和导电层连接，并于变色层发生氧化还原反应，从而在闭合回路中产生电流，实现器件颜色的改变。其避免了传统的外接电源所带来的使用不便、成本较高、结构复杂等各种问题，大大扩展了电致变色器件的使用场所与应用场景，可持续使用，具有绿色、环保、无污染等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种自供电电致变色器件及其制备方法，属于电致变色领域。
背景技术
电致色变(Electrochromism，EC)是指在外界电场的作用下，材料发生氧化或还原导致其对光透射或反射产生可逆变化，在外观上表现为颜色的可逆变色现象。随着电致色变器件颜色变化，其透光率及热传导率也会产生相应的变化。经过几十年的技术发展，电致色变器件已经能够实现小规模的应用，具体应用包括智能变色窗，通过调节窗户颜色来调控太阳光的辐射，从而最大程度节省能源，还包括飞机的变色舷窗、汽车变色窗、防眩后视镜以及显示器等等。
然而，现有的电致变色器件都必须要外接电源提供电能才能实现器件颜色变化，无疑增加了器件复杂程度和加工成本，限制了电致变色器件的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自供电电致变色器件及其制备方法，该器件无需提供外部电源，能自供电实现器件的颜色变化，大大扩展了其使用场所与应用场景。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自供电电致变色器件，包括依次叠层设置的导电层、变色层和电解质层，所述变色层中设有电致变色材料；所述自供电电致变色器件还包括连接件，所述连接件连接所述导电层和电解质层，所述连接件与所述电致变色材料发生氧化还原反应。
进一步地，所述连接件含有金属材料，所述电致变色材料为阴极着色材料；或者，所述连接件含有非金属氧化剂，所述电致变色材料为阳极着色材料。
进一步地，所述连接件设置在所述变色层的一侧，或者，所述连接件穿过所述变色层设置，并连接所述导电层和电解质层。
本发明还提供一种自供电电致变色器件，包括依次叠层设置的第一导电层、第一变色层、电解质层、第二变色层和第二导电层，所述第一变色层和第二变色层中设有电致变色材料；所述自供电电致变色器件还包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件连接所述第一导电层和电解质层，所述第二连接件连接所述第二导电层和电解质层，所述第一连接件和第二连接件分别与所述第一变色层和第二变色层中的电致变色材料发生氧化还原反应。
进一步地，所述第一连接件和第二连接件含有金属材料或非金属氧化剂，所述电致变色材料对应的为阴极着色材料或阳极着色材料。
进一步地，所述第一连接件设置在所述第一变色层的一侧，或者，所述第一连接件穿过所述第一变色层设置，并连接所述第一导电层和电解质层；所述第二连接件设置在所述第二变色层的一侧，或者，所述第二连接件穿过所述第二变色层设置，并连接所述第二导电层和电解质层。
进一步地，在所述第一变色层和第二变色层之间设有一层所述电解质层，或者，在所述第一变色层和第二变色层之间设有两层电解质层。
进一步地，所述电致色变材料选自有机电致色变材料、无机电致色变材料或复合电致色变材料中的任一种或多种；所述电解质层选自液态电解质、固态电解质或凝胶态电解质中的任一中。。
本发明还提供一种根据所述的自供电电致变色器件的制备方法，包括以下步骤：
S1、提供所述导电层、电致变色材料、电解质层和连接件，在所述导电层上涂覆电致变色材料，以形成所述变色层；
S2、将所述电解质层按压在所述变色层上；
S3、将所述连接件连接所述导电层和电解质层。
本发明还提供一种根据所述的自供电电致变色器件的制备方法，包括以下步骤：
S1’、提供所述第一导电层、电致变色材料、电解质层、第一连接件、第二导电层和第二连接件，分别在所述第一导电层和第二导电层上涂覆电致变色材料，以形成所述第一变色层和第二变色层；
S2’、将所述电解质层设置在所述第一变色层和第二变色层之间；
S3’、将所述第一连接件连接第一导电层和电解质层，将上述第二连接件连接第二导电层和电解质层。
进一步地，所述电致色变材料选自有机电致色变材料、无机电致色变材料或复合电致色变材料中的任一种或多种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的自供电电致变色器件及其制备方法，通过采用能导电的连接件与电解质层和导电层连接，并于变色层发生氧化还原反应，从而在闭合回路中产生电流，实现器件颜色的改变。其避免了传统的外接电源所带来的使用不便、成本较高、结构复杂等各种问题，大大扩展了电致变色器件的使用场所与应用场景，可持续使用，具有绿色、环保、无污染等优点。并且，该自供电电致变色器件结构简单、成本较低、制备工艺简单，能实现工业化生产。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明所示的自供电电致变色器件的采用块状连接件的结构示意图；
图2A和图2B为本发明所示的自供电电致变色器件的才用线状连接件的结构示意图；
图3为本发明所示的自供电电致变色器件的原理图；
图4为本发明所示的双面的自供电电致变色器件的结构示意图；
图5和图6为本发明实施例一所示的自供电电致变色器件的结构示意图；
图7为本发明实施例二所示的自供电电致变色器件的结构示意图；
图8为本发明实施例三所示的自供电电致变色器件的结构示意图；
图9为本发明实施例十三所示的自供电电致变色器件的机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
需要说明的是：本发明的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等用语只是参考附图对本发明进行说明，不作为限定用语。
请参见图1，本发明的自供电电致变色器件包括依次叠层设置的导电层1、变色层2和电解质层3，所述变色层2中设有电致变色材料，该自供电电致变色器件还设有连接件4来连接导电层1和电解质层3。且该连接件4与变色层2中的电致变色材料发生氧化还原反应。
本发明中，连接件4含有金属材料或非金属氧化剂。具体的，连接件4为金属材料、含有金属材料的结构、非金属氧化剂或含有非金属氧化剂的结构；其中，金属材料优选为活动性大于铂的材料；非金属氧化剂优选为过氧化氢，刚锰酸钾，过硫酸铵等。电致变色材料可以分为对应的阴极着色材料(得到电子着色)和阳极着色材料，对于阴极着色材料，连接件为金属与阴极着色材料连接，可以使阴极材料着色，此时金属反生氧化反应，变色材料发生还原反应，连接件为非金属氧化剂时，阴极着色材料褪色，非金属氧化剂发生还原反应，变色材料反生氧化反应；对于阳极着色材料，非金属氧化剂与阳极着色材料连接，着色材料着色，此时着色材料发生氧化反应，非金属氧化剂发生还原反应，金属与阳极着色材料连接时，阳极着色材料褪色，此时金属发生氧化反应，阳极着色材料发生还原反应。
本发明的连接件4其形状和设置位置没有特别限制，其仅需要满足连接导电层1和电解质层3即可。优选的，如图2A所示，该连接件4可以为线状结构，例如金属导线。更优选的，如图1所示，该连接件1为块状结构。当然，在其他实施例中，其还可以为棒状或片状等规则或不规则结构。并且，如图2A和2B所示，连接件4可以设置在整个自供电电致变色器件的侧面，或者，穿过变色层2设置。由此可见，该连接件4的设计方式可根据实际需要进行调整，使得整体器件结构有更大的设计空间。并且，优选的，该连接件4充分与导电层1接触，从而提高单位时间内连接件4所能提供的电子，使得整体装置中的电流增大，提高其发光特性。
本发明中，导电层1为ITO、柔性电极、自支撑电极、碳纳米管或石墨烯。变色层2中的电致色变材料选自有机电致色变材料、无机电致色变材料或复合电致色变材料中的任一种或多种。其中，无机电致变色材料按阴极电致变色材料和阳极电致变色材料来分可如下：1)阴极电致变色材料：阴极电致变色材料即阴极还原时着色，阳极氧化时褪色的材料，一般为Ti、Nb、Mo、Ta、W等金属元素对应的氧化物，优选的，为WO3、MoO3和TiO2；2)阳极电致变色材料：阳极电致变色材料即阳极氧化时着色，阴极还原时褪色的材料，一般为V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Rh、Ir等金属元素对应的氧化物，优选的，为NiO、Co3O4和V2O5。有机电致变色材料一般颜色变化丰富，在不同的电压下往往具有不同的颜色，其包括1)导电聚合物类电致变色材料，基本是一些芳香化合物的高分子材料，包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩以及它们的衍生物；2)不同取代基的紫罗精类高分子材料；3)有机小分子如咔唑类、苯醌类，甲氧基联苯类，芴酮类等。优选的，为紫萝精类、间苯二酸酯类、金属酞菁类、吡啶类金属配合物、聚苯胺类、聚吡咯类、聚噻吩类中的任一种或多种。另外还有复合电致变色材料，有无机/无机复合电致变色材料，无机/有机复合电致变色材料。
本发明中，电解质层3为液态电解质、固态电解质或凝胶态电解质，其中，液态电解质包括溶剂和溶质，溶剂可以为水，酒精，甲苯，四氢呋喃，乙腈或其他有机溶剂中的一种或多种，溶质为各种离子化合物比如氯化钠氯化钾，氢氧化钠等中的一种或多种，或者是有机离子液体中的一种或多种；固态电解质为具有离子导电性的固态物质，如卤化物中的RbAg4I5、α-AgI是银离子导体，氧化物中的ZrO2(掺杂CaO)、ThO2(掺杂Y2O3)是氧离子导体，β-Al2O3是钠离子导体等；凝胶态电解质包括无机凝胶或有机凝胶，无机凝胶电解质包括丙烯酰胺，氯化钠、氯化锂、高氯酸钠、高氯酸锂等电解质，优选的为四甲基乙二胺，过硫酸铵，亚甲基双丙烯酰胺；有机凝胶电解质优选的为丙烯腈-苯乙烯等有机聚合物，1-甲基咪唑，4-甲基咪唑等固化剂，氯化钠、氯化锂、高氯酸钠、高氯酸锂等电解质，乙腈、四氢呋喃、甲苯等有机溶剂。
本发明中，还可以设置基底层和离子储存层等其他结构，其为现有常规技术，在此不进行说明。
请结合图3，本发明中，连接件4中的金属材料发生氧化反应，变色层2中的电致变色材料发生还原反应，以采用聚3,4-乙撑二氧噻吩(poly(3,4-ethylenedioxythiophene，PEDOT)作为电致变色材料、ITO复合电极作为导电层1以及金属铝块作为连接件4为例，金属铝块发生氧化反应，其失去电子，电势降低，作为自供电点至变色器件的负极，此时导电层1的电势比连接件4高，电子由连接件4进入至导电层1中，Li离子、Al离子和Cl离子则通过电解质层实现移动，使变色层2中的PEDOT作为阴极着色材料发生反应，颜色发生变化。
请参见图4，本发明还提供另一种双面的自供电电致变色器件，其包括依次叠层设置的第一导电层10、第一变色层20、电解质层30、第二变色层40和第二导电层50，在第一变色层20和第二变色层40中设有电致变色材料。该自供电电致变色器件还包括第一连接件60和第二连接件70，其中，第一连接件60连接第一导电层10和电解质层30，第二连接件70连接第二导电层50和电解质层30，且第一连接件60和第二连接件70上分别与第一变色层20和第二变色层40中的电致变色材料发生氧化还原反应。
其中，第一变色层20和第二变色层40中的电致变色材料可相同或不同，当可采用同种电解质时，可以仅设置一层电解质层30，以起到简化结构、节约成本的目的。当然，在其他实施例中，还可以通过设置多层电解质层30，其根据实际情况进行选择。
该双面的自供电电致变色器件中的金属材料、电致变色材料及器件结构等参考上述内容。
实施例一
请参见图5和图6，本实施例的自供电电致变色器件包括自下而上依次叠层设置的导电层1-1、变色层1-3和电解质层1-3，还设有连接件1-4连接导电层1-1和电解质层1-3。本实施例中，选用ITO作为导电层1-1，选用三氧化钨作为变色层1-2，选用无机凝胶作为电解质层1-3，连接件1-4为铁块，制备的电致色变器件结构如图7所示，制备过程包括以下步骤：
制造导电层：选取ITO玻璃基底作为导电层1-1，用除尘剂将其表面清洗干净；
制造变色层1-2：将2.5g钨粉放入10ml过氧化氢(浓度为30％)溶液，搅拌至粉末完全溶解，随后去除多余过氧化氢，并加入0.1g聚乙烯醇或PEG，在100-200°间搅拌2小时得到三氧化钨变色层材料。再采用旋涂或刮涂的方式，将三氧化钨变色层材料均匀涂布在导电层1-1上，以形成变色层1-2；
制造电解质层1-3：混合0.782g丙烯酰胺，1.12g氯化钠、氯化锂次氯酸钠、次氯酸锂等电解质，0.47㎎四甲基乙二胺，1.33㎎过硫酸铵，2.5㎎亚甲基双丙烯酰胺，5g去离子水，然后搅拌均匀，热板60°加热1小时。再将制备完的无机凝胶固化后，按压在涂有变色层1-2的导电层1-1上，以得到电解质层1-3；
设置连接件1-4：选择一个与导电层1-1宽度大小相同的铁块固定在其表面，并与电解质层1-3(无机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属铁块，并与电解质层紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例二
请参见图7，本实施例选用支撑镍网格电极作为导电层2-1，选用三氧化钨作为变色层2-2，选用无机凝胶作为电解质层2-3，连接件为锌片2-4，制备的电致色变器件结构如图所示，制备过程包括以下步骤：
制造支撑镍网格电极：选取ITO或FTO导电玻璃，用除尘剂将其表面清洗干净，采用旋涂的方式在ITO或FTO面涂一层AZ4620或AZ4562型号的光刻胶，放入烘箱90°加热一小时，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底，利用选择性电沉积工艺生长金属镍(金属镍只在显露导电基版的微沟槽处生长沉积，而在光刻胶层覆盖的区域未进行沉积)，随后清洗干净，将电沉积获得的金属网络层从导电基板剥离，获得自支撑镍网格电极，即导电层2-1；
制造变色层2-2：将2.5g钨粉放入10ml过氧化氢(浓度为30％)溶液，搅拌至粉末完全溶解，随后去除多余过氧化氢，并加入0.1g聚乙烯醇或PEG，在100-200°间搅拌2小时得到三氧化钨变色层材料。再采用旋涂或刮涂的方式，将三氧化钨变色层材料均匀涂布在导电层2-1上，以形成变色层2-2；
制造电解质层2-3：混合0.782g丙烯酰胺，1.12g氯化钠、氯化锂次氯酸钠、次氯酸锂等电解质，0.47㎎四甲基乙二胺，1.33㎎过硫酸铵，2.5㎎亚甲基双丙烯酰胺，5g去离子水，然后搅拌均匀，热板60°加热1小时。再将制备完的无机凝胶固化后，按压在涂有变色层2-2的导电层2-1上，以得到电解质层2-3；
设置连接件2-4：选择一个与导电层2-1宽度大小相同的锌片固定在其侧面，并与电解质层2-3(无机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属锌块，并与电解质层紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例三
请参见图8，本实施例选用PET金属电极作为导电层3-1，选用三氧化钨作为变色层3-2，选用无机凝胶作为电解质层3-3，连接件3-4为铜线，制备的电致色变器件结构如图所示，制备过程包括以下步骤：
制造PET金属电极：选取ITO或FTO导电玻璃，用除尘剂将其表面清洗干净，采用旋涂的方式在ITO或FTO面涂一层AZ4620或AZ4562型号的光刻胶，放入烘箱90°加热一小时，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底，利用选择性电沉积工艺生长金属镍(金属镍只在显露导电基版的微沟槽处生长沉积，而在光刻胶层覆盖的区域未进行沉积)，随后去除导电基材上的光刻胶，然后将金属基板上涂布一层固化胶，再将PET覆盖于固化胶上，经过固化后脱模，形成导电层3-1；
制造变色层3-2：将2.5g钨粉放入10ml过氧化氢(浓度为30％)溶液，搅拌至粉末完全溶解，随后去除多余过氧化氢，并加入0.1g聚乙烯醇或PEG，在100-200°间搅拌2小时得到三氧化钨变色层材料。再采用旋涂或刮涂的方式，将三氧化钨变色层材料均匀涂布在导电层3-1上，以形成变色层3-2；
制造电解质层3-3：混合0.782g丙烯酰胺，1.12g氯化钠、氯化锂次氯酸钠、次氯酸锂等电解质，0.47㎎四甲基乙二胺，1.33㎎过硫酸铵，2.5㎎亚甲基双丙烯酰胺，5g去离子水，然后搅拌均匀，热板60°加热1小时。再将制备完的无机凝胶固化后，按压在涂有变色层3-2的导电层3-1上，以得到电解质层3-3；
设置连接件3-4：将铜线分别连接导电层3-1和电解质层3-3，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属铜线，并与电解质层紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例四
本实施例选用ITO作为导电层，选用三氧化钨作为变色层，选用有机凝胶作为电解质层，连接件为铁块，制备的电致色变器件结构与实施例一相同，制备过程包括以下步骤：
制造导电层：选取ITO玻璃基底作为导电层，用除尘剂将其表面清洗干净；
制造变色层：将2.5g钨粉放入10ml过氧化氢(浓度为30％)溶液，搅拌至粉末完全溶解，随后去除多余过氧化氢，并加入0.1g聚乙烯醇或PEG，在100-200°间搅拌2小时得到三氧化钨变色层材料。再采用旋涂或刮涂的方式，将三氧化钨变色层材料均匀涂布在导电层上，以形成变色层；
制造电解质层：有机溶剂乙腈和四氢呋喃按体积比4∶1混合，倒入称量瓶中，称量瓶放置于磁力恒温搅拌器上搅拌1分钟，称取10％的四丁基六氟磷酸铵，20％的丙烯腈-苯乙烯有机聚合物，分别缓慢地加入到有机溶剂中，密封恒温75～85摄氏度搅拌10～15分钟至丙烯腈-苯乙烯等有机聚合物完全溶解，最后加入1％的1-甲基咪唑搅拌1分钟。再将制备完的有机凝胶固化后，按压在涂有变色层的导电层上；
设置连接件：选择一个与导电层宽度大小相同的铁块固定在其表面，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属铁块，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例五
本实施例选用支撑镍网格电极作为导电层，选用三氧化钨作为变色层，选用有机凝胶作为电解质层，连接件为锌块，制备的电致色变器件结构与实施例一相同，制备过程包括以下步骤：
制造导电层：选取ITO或FTO导电玻璃，用除尘剂将表面清洗干净，采用旋涂的方式在ITO或FTO面涂一层AZ4620或AZ4562型号的光刻胶，放入烘箱90°加热一小时，随后通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底(利用选择性电沉积工艺生长金属镍，金属镍只在显露导电基版的微沟槽处生长沉积，而在光刻胶层覆盖的区域未进行沉积)，清洗干净后，直接将电沉积获得的金属网络层从导电基板剥离，获得自支撑镍网格电极，即导电层；
制造变色层：将2.5g钨粉放入10ml过氧化氢(浓度为30％)溶液，搅拌至粉末完全溶解，随后去除多余过氧化氢，并加入0.1g聚乙烯醇或PEG，在100-200°间搅拌2小时得到三氧化钨变色层材料。再采用旋涂或刮涂的方式，将三氧化钨变色层材料均匀涂布在导电层上，以形成变色层；
制造电解质层：有机溶剂乙腈和四氢呋喃按体积比4∶1混合，倒入称量瓶中，称量瓶放置于磁力恒温搅拌器上搅拌1分钟，称取10％的四丁基六氟磷酸铵，20％的丙烯腈-苯乙烯有机聚合物，分别缓慢地加入到有机溶剂中，密封恒温75～85摄氏度搅拌10～15分钟至丙烯腈-苯乙烯等有机聚合物完全溶解，最后加入1％的1-甲基咪唑搅拌1分钟。再将制备完的有机凝胶固化后，按压在涂有变色层的导电层上；
设置连接件：选择一个与导电层宽度大小相同的锌块固定在其表面，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属锌块，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例六
本实施例选用PET金属电极作为导电层，选用三氧化钨作为变色层，选用有机凝胶作为电解质层，连接件为铜块，制备的电致色变器件结构与实施例一相同，制备过程包括以下步骤：
制造PET金属电极：选取ITO或FTO导电玻璃，用除尘剂将其表面清洗干净，采用旋涂的方式在ITO或FTO面涂一层AZ4620或AZ4562型号的光刻胶，放入烘箱90°加热一小时，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底，利用选择性电沉积工艺生长金属镍(金属镍只在显露导电基版的微沟槽处生长沉积，而在光刻胶层覆盖的区域未进行沉积)，随后去除导电基材上的光刻胶，然后将金属基板上涂布一层固化胶，再将PET覆盖于固化胶上，经过固化后脱模，形成导电层；
制造变色层：将2.5g钨粉放入10ml过氧化氢(浓度为30％)溶液，搅拌至粉末完全溶解，随后去除多余过氧化氢，并加入0.1g聚乙烯醇或PEG，在100-200°间搅拌2小时得到三氧化钨变色层材料。再采用旋涂或刮涂的方式，将三氧化钨变色层材料均匀涂布在导电层上，以形成变色层；
制造电解质层：有机溶剂乙腈和四氢呋喃按体积比4∶1混合，倒入称量瓶中，称量瓶放置于磁力恒温搅拌器上搅拌1分钟，称取10％的四丁基六氟磷酸铵，20％的丙烯腈-苯乙烯有机聚合物，分别缓慢地加入到有机溶剂中，密封恒温75～85摄氏度搅拌10～15分钟至丙烯腈-苯乙烯等有机聚合物完全溶解，最后加入1％的1-甲基咪唑搅拌1分钟。再将制备完的有机凝胶固化后，按压在涂有变色层的导电层上；
设置连接件：选择一个与导电层宽度大小相同的铜块固定在其表面，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属铜块，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例七
本实施例选用ITO作为导电层，选用Pedot：PSS作为变色层，选用无机凝胶作为电解质层，连接件为铜块，制备的电致色变器件结构与实施例一相同，制备过程包括以下步骤：
制造导电层：选取ITO玻璃基底作为导电层，用除尘剂将其表面清洗干净；
制造变色层：选用Pedot：PSS作为变色层材料，采用旋涂或刮涂的方式，将Pedot：PSS均匀涂布在导电层上，以形成变色层；
制造电解质层：混合0.782g丙烯酰胺，1.12g氯化钠、氯化锂次氯酸钠、次氯酸锂等电解质，0.47㎎四甲基乙二胺，1.33㎎过硫酸铵，2.5㎎亚甲基双丙烯酰胺，5g去离子水，然后搅拌均匀，热板60°加热1小时。再将制备完的无机凝胶固化后，按压在涂有变色层的导电层上，以得到电解质层；
设置连接件：选择一个与导电层宽度大小相同的铜块固定在其表面，并与电解质层(无机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属铜块，并与电解质层(无机凝胶层)紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例八
本实施例选用ITO作为导电层，选用Pedot：PSS作为变色层，选用有机凝胶作为电解质层，连接件为铁块，制备的电致色变器件结构与实施例一相同，制备过程包括以下步骤：
制造导电层：选取ITO玻璃基底作为导电层，用除尘剂将其表面清洗干净；
制造变色层：选用Pedot：PSS作为变色层材料，采用旋涂或刮涂的方式，将Pedot：PSS均匀涂布在导电层上，以形成变色层；
制造电解质层：有机溶剂乙腈和四氢呋喃按体积比4∶1混合，倒入称量瓶中，称量瓶放置于磁力恒温搅拌器上搅拌1分钟，称取10％的四丁基六氟磷酸铵，20％的丙烯腈-苯乙烯有机聚合物，分别缓慢地加入到有机溶剂中，密封恒温75～85摄氏度搅拌10～15分钟至丙烯腈-苯乙烯等有机聚合物完全溶解，最后加入1％的1-甲基咪唑搅拌1分钟。再将制备完的有机凝胶固化后，按压在涂有变色层的导电层上，以得到电解质层；
设置连接件：选择一个与导电层宽度大小相同的铁块固定在其表面，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属铁块，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例九
本实施例选用自支撑镍网格电极作为导电层，选用Pedot：PSS作为变色层，选用无机凝胶作为电解质层，连接件为铝块，制备的电致色变器件结构与实施例一相同，制备过程包括以下步骤：
制造导电层：选取ITO或FTO导电玻璃，用除尘剂将表面清洗干净，采用旋涂的方式在ITO或FTO面涂一层AZ4620或AZ4562型号的光刻胶，放入烘箱90°加热一小时，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底，利用选择性电沉积工艺生长金属镍(金属镍只在显露导电基版的微沟槽处生长沉积，而在光刻胶层覆盖的区域未进行沉积)，清洗干净后，直接将电沉积获得的金属网络层从导电基板剥离，获得自支撑镍网格电极，即导电层；
制造变色层：选用Pedot：PSS作为变色层材料，采用旋涂或刮涂的方式，将Pedot：PSS均匀涂布在导电层上，以形成变色层；
制造电解质层：混合0.782g丙烯酰胺，1.12g氯化钠、氯化锂次氯酸钠、次氯酸锂等电解质，0.47㎎四甲基乙二胺，1.33㎎过硫酸铵，2.5㎎亚甲基双丙烯酰胺，5g去离子水，然后搅拌均匀，热板60°加热1小时。再将制备完的无机凝胶固化后，按压在涂有变色层的导电层上，以得到电解质层；
设置连接件：选择一个与导电层宽度大小相同的铝块固定在其表面，并与电解质层(无机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属铝块，并与电解质层(无机凝胶层)紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例十
本实施例选用PET金属电极作为导电层，选用Pedot：PSS作为变色层，选用无机凝胶作为电解质层，连接件为镁块，制备的电致色变器件结构与实施例一相同，制备过程包括以下步骤：
制造导电层：选取ITO或FTO导电玻璃，用除尘剂将表面清洗干净，采用旋涂的方式在ITO或FTO面涂一层AZ4620或AZ4562型号的光刻胶，放入烘箱90°加热一小时，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底，利用选择性电沉积工艺生长金属镍，去除导电基材上的光刻胶，然后将金属基板上涂布一层固化胶，再将PET覆盖于固化胶上，经过固化后脱模，形成导电层；
制造变色层：选用Pedot：PSS作为变色层材料，采用旋涂或刮涂的方式，将Pedot：PSS均匀涂布在导电层上，以形成变色层；
制造电解质层：混合0.782g丙烯酰胺，1.12g氯化钠、氯化锂次氯酸钠、次氯酸锂等电解质，0.47㎎四甲基乙二胺，1.33㎎过硫酸铵，2.5㎎亚甲基双丙烯酰胺，5g去离子水，然后搅拌均匀，热板60°加热1小时。再将制备完的无机凝胶固化后，按压在涂有变色层的导电层上，以得到电解质层；
设置连接件：选择一个与导电层宽度大小相同的镁块固定在其表面，并与电解质层(无机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属镁块，并与电解质层(无机凝胶层)紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例十一
本实施例选用自支撑镍网格电极作为导电层，选用Pedot：PSS作为变色层，选用有机凝胶作为电解质层，连接件为锌块，制备的电致色变器件结构与实施例一相同，制备过程包括以下步骤：
制造导电层：选取ITO或FTO导电玻璃，用除尘剂将表面清洗干净，采用旋涂的方式在ITO或FTO面涂一层AZ4620或AZ4562型号的光刻胶，放入烘箱90°加热一小时，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底，利用选择性电沉积工艺生长金属镍，清洗干净后，直接将电沉积获得的金属网络层从导电基板剥离，获得自支撑镍网格电极，即导电层；
制造变色层：选用Pedot：PSS作为变色层材料，采用旋涂或刮涂的方式，将Pedot：PSS均匀涂布在导电层上，以形成变色层；
制造电解质层：有机溶剂乙腈和四氢呋喃按体积比4∶1混合，倒入称量瓶中，称量瓶放置于磁力恒温搅拌器上搅拌1分钟，称取10％的四丁基六氟磷酸铵，20％的丙烯腈-苯乙烯有机聚合物，分别缓慢地加入到有机溶剂中，密封恒温75～85摄氏度搅拌10～15分钟至丙烯腈-苯乙烯等有机聚合物完全溶解，最后加入1％的1-甲基咪唑搅拌1分钟。再将制备完的有机凝胶固化后，按压在涂有变色层的导电层上，以得到电解质层；
设置连接件：选择一个与导电层宽度大小相同的锌块固定在其表面，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属锌块，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例十二
本实施例选用PET金属电极作为导电层，选用Pedot：PSS作为变色层，选用有机凝胶作为电解质层，连接件为铜块，制备的电致色变器件结构与实施例一相同，制备过程包括以下步骤：
制造导电层：选取ITO或FTO导电玻璃，用除尘剂将表面清洗干净，采用旋涂的方式在ITO或FTO面涂一层AZ4620或AZ4562型号的光刻胶，放入烘箱90°加热一小时，通过掩模曝光技术在光刻胶层中形成图形化网格，并充分显影，显露出导电基底，利用选择性电沉积工艺生长金属镍，去除导电基材上的光刻胶，然后将金属基板上涂布一层固化胶，再将PET覆盖于固化胶上，经过固化后脱模，形成导电层；
制造变色层：选用Pedot：PSS作为变色层材料，采用旋涂或刮涂的方式，将Pedot：PSS均匀涂布在导电层上，以形成变色层；
制造电解质层：有机溶剂乙腈和四氢呋喃按体积比4∶1混合，倒入称量瓶中，称量瓶放置于磁力恒温搅拌器上搅拌1分钟，称取10％的四丁基六氟磷酸铵，20％的丙烯腈-苯乙烯有机聚合物，分别缓慢地加入到有机溶剂中，密封恒温75～85摄氏度搅拌10～15分钟至丙烯腈-苯乙烯等有机聚合物完全溶解，最后加入1％的1-甲基咪唑搅拌1分钟。再将制备完的有机凝胶固化后，按压在涂有变色层的导电层上，以得到电解质层；
设置连接件：选择一个与导电层宽度大小相同的铜块固定在其表面，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属铜块，并与电解质层(有机凝胶层)紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例十三
请参见图9，本实施例的电致变色器件为双面结构，其包括自下而上依次叠层设置的第一导电层4-1、第一变色层4-2、电解质层4-3、第二变色层4-4以及第二导电层4-5，并且设有连接第一导电层4-1和电解质层4-3的第一连接件4-6以及连接第二导电层4-5和电解质层4-3的第二连接件4-7。本实施例中，选用ITO作为第一导电层4-1和第二导电层4-5，选用Pedot：PSS作为第一变色层4-2和第二变色层4-4中的电致变色材料，选用固态电解质ZrO2(掺杂CaO)作为电解质层4-3，第一连接件4-6和第二连接件4-7都为铁块。本实施例中，优选的，第一导电层4-1与第二导电层4-5形状大小相同；第一变色层4-2与第二变色层4-4形状大小相同；诚然，在其他实施例中，其结构可根据实际需要进行设计。该器件的制备过程包括以下步骤：
制造第一导电层4-1和第二导电层4-5：选取两块ITO玻璃基底，用除尘剂将其表面清洗干净；
制造第一变色层4-2和第二变色层4-4：选用Pedot：PSS作为变色层材料，采用旋涂或刮涂的方式，将Pedot：PSS分别均匀涂布在第一导电层4-1和第二导电层4-5上，以形成第一变色层4-2和第二变色层4-4；
制造电解质层4-3：选用固态电解质ZrO2(掺杂CaO)作为电解质层4-3，放置于涂有第一变色层4-2的第一导电层4-1上，同时将涂有第二变色层4-4的第二导电层4-5置于该电解质层4-3上；
设置第一连接件4-6和第二连接件4-7：选择两个与导电层宽度大小相同的铁块固定在其表面，并与电解质层4-3紧密接触，从而实现电致变色器件着色的目的。优选的，两个连接件分别设置在整个器件结构的相对两侧，以避免产生串扰，同时可以保证其接触面积。
本实施例中还可以将着色后的电致变色器件实现褪色：选择过硫酸铵固体作为取代原有的金属铁块，并与电解质层紧密接触实现电致变色器件的褪色的目的。
实施例七至实施例十中，将变色层(PEDOT：PSS)与导电层视作正极，其与作为负极的连接件发生氧化还原反应，两极之间的电势差如下表1所示。
表1，两极电势差
综上所述：本发明的自供电电致变色器件及其制备方法，通过采用能导电的连接件与电解质层和导电层连接，并于变色层发生氧化还原反应，从而在闭合回路中产生电流，实现器件颜色的改变。其避免了传统的外接电源所带来的使用不便、成本较高、结构复杂等各种问题，大大扩展了电致变色器件的使用场所与应用场景，可持续使用，具有绿色、环保、无污染等优点。并且，该自供电电致变色器件结构简单、成本较低、制备工艺简单，能实现工业化生产
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种自供电电致变色器件，其特征在于，包括依次叠层设置的导电层、变色层和电解质层，所述变色层中设有电致变色材料；所述自供电电致变色器件还包括连接件，所述连接件连接所述导电层和电解质层，所述连接件与所述电致变色材料发生氧化还原反应。
2.如权利要求1所述的自供电电致变色器件，其特征在于，所述连接件含有金属材料，所述电致变色材料为阴极着色材料；或者，所述连接件含有非金属氧化剂，所述电致变色材料为阳极着色材料。
3.如权利要求1所述的自供电电致变色器件，其特征在于，所述连接件设置在所述变色层的一侧，或者，所述连接件穿过所述变色层设置，并连接所述导电层和电解质层。
4.一种自供电电致变色器件，其特征在于，包括依次叠层设置的第一导电层、第一变色层、电解质层、第二变色层和第二导电层，所述第一变色层和第二变色层中设有电致变色材料；所述自供电电致变色器件还包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件连接所述第一导电层和电解质层，所述第二连接件连接所述第二导电层和电解质层，所述第一连接件和第二连接件分别与所述第一变色层和第二变色层中的电致变色材料发生氧化还原反应。
5.如权利要求4所述的自供电电致变色器件，其特征在于，所述第一连接件和第二连接件含有金属材料或非金属氧化剂，所述电致变色材料对应的为阴极着色材料或阳极着色材料。
6.如权利要求4所述的自供电电致变色器件，其特征在于，所述第一连接件设置在所述第一变色层的一侧，或者，所述第一连接件穿过所述第一变色层设置，并连接所述第一导电层和电解质层；所述第二连接件设置在所述第二变色层的一侧，或者，所述第二连接件穿过所述第二变色层设置，并连接所述第二导电层和电解质层。
7.如权利要求4所述的自供电电致变色器件，其特征在于，在所述第一变色层和第二变色层之间设有一层所述电解质层，或者，在所述第一变色层和第二变色层之间设有两层电解质层。
8.如权利要求1或4所述的自供电电致变色器件，其特征在于，所述电致色变材料选自有机电致色变材料、无机电致色变材料或复合电致色变材料中的任一种或多种；所述电解质层选自液态电解质、固态电解质或凝胶态电解质中的任一中。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的自供电电致变色器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、提供所述导电层、电致变色材料、电解质层和连接件，在所述导电层上涂覆电致变色材料，以形成所述变色层；
S2、将所述电解质层按压在所述变色层上；
S3、将所述连接件连接所述导电层和电解质层。
10.根据权利要求4至7中任一项所述的自供电电致变色器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1’、提供所述第一导电层、电致变色材料、电解质层、第一连接件、第二导电层和第二连接件，分别在所述第一导电层和第二导电层上涂覆电致变色材料，以形成所述第一变色层和第二变色层；
S2’、将所述电解质层设置在所述第一变色层和第二变色层之间；
S3’、将所述第一连接件连接第一导电层和电解质层，将上述第二连接件连接第二导电层和电解质层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910392437.7A CN109946897A (zh) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | 自供电电致变色器件及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910392437.7A CN109946897A (zh) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | 自供电电致变色器件及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109946897A true CN109946897A (zh) | 2019-06-28 |
Family
ID=67017115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910392437.7A Pending CN109946897A (zh) | 2019-05-13 | 2019-05-13 | 自供电电致变色器件及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109946897A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110376816A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 西安交通大学 | 基于铝离子水凝胶的自供电氧化钨基电致变色器件及其制备方法 |
| CN111061108A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-24 | 中国科学技术大学 | 一种基于三氧化钼薄膜的电致变色玻璃、其制备方法和应用 |
| CN113219753A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-06 | 山东大学 | 一种可逆自驱动电致变色柔性显示器件及其制备方法与应用 |
| CN113253534A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-13 | 吉林大学 | 一种电致变色器件及其制造方法 |
| CN113419392A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-09-21 | 深圳大学 | 一种自供电型电致变色显示装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060209383A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-21 | Sage Electrochromics, Inc. | Electrochromic devices and methods |
| US20110080630A1 (en) * | 2006-07-21 | 2011-04-07 | Saint-Gobain Glass France | Glass type electrochemical/electrically controllable device with variable optical and/or energetic characteristic |
| CN103345097A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-10-09 | 张�林 | Ec型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统 |
| CN107167979A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-09-15 | 浙江大学 | 无外接电源的电致变色器件及其制备方法和实现快速褪色的方法 |
| CN207037308U (zh) * | 2017-06-12 | 2018-02-23 | 上海洞舟实业有限公司 | 一种柔性的固态电致变色器件 |
| CN207676091U (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-31 | 吉晟光电（深圳）有限公司 | 一种全色彩电致变色器件 |
-
2019
- 2019-05-13 CN CN201910392437.7A patent/CN109946897A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060209383A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-09-21 | Sage Electrochromics, Inc. | Electrochromic devices and methods |
| US20110080630A1 (en) * | 2006-07-21 | 2011-04-07 | Saint-Gobain Glass France | Glass type electrochemical/electrically controllable device with variable optical and/or energetic characteristic |
| CN103345097A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-10-09 | 张�林 | Ec型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统 |
| CN107167979A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-09-15 | 浙江大学 | 无外接电源的电致变色器件及其制备方法和实现快速褪色的方法 |
| CN207037308U (zh) * | 2017-06-12 | 2018-02-23 | 上海洞舟实业有限公司 | 一种柔性的固态电致变色器件 |
| CN207676091U (zh) * | 2017-12-13 | 2018-07-31 | 吉晟光电（深圳）有限公司 | 一种全色彩电致变色器件 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110376816A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 西安交通大学 | 基于铝离子水凝胶的自供电氧化钨基电致变色器件及其制备方法 |
| CN111061108A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-24 | 中国科学技术大学 | 一种基于三氧化钼薄膜的电致变色玻璃、其制备方法和应用 |
| CN111061108B (zh) * | 2019-11-25 | 2021-08-13 | 中国科学技术大学 | 一种基于三氧化钼薄膜的电致变色玻璃、其制备方法和应用 |
| CN113219753A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-06 | 山东大学 | 一种可逆自驱动电致变色柔性显示器件及其制备方法与应用 |
| CN113253534A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-13 | 吉林大学 | 一种电致变色器件及其制造方法 |
| CN113419392A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-09-21 | 深圳大学 | 一种自供电型电致变色显示装置 |
| CN113419392B (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-12 | 深圳大学 | 一种自供电型电致变色显示装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cai et al. | Molecular level assembly for high-performance flexible electrochromic energy-storage devices | |
| Kim et al. | Reliable, high-performance electrochromic supercapacitors based on metal-doped nickel oxide | |
| Nguyen et al. | Exploring conducting polymers as a promising alternative for electrochromic devices | |
| CN109946897A (zh) | 自供电电致变色器件及其制备方法 | |
| Gong et al. | Ultrathin flexible electrochromic devices enabled by highly transparent ion-conducting films | |
| Gu et al. | Highly efficient, near-infrared and visible light modulated electrochromic devices based on polyoxometalates and W18O49 nanowires | |
| Ren et al. | Tunable interaction between Zn2+ and superstructured Nb18W16O93 bimetallic oxide for multistep tinted electrochromic device | |
| Eh et al. | A copper-based reversible electrochemical mirror device with switchability between transparent, blue, and mirror states | |
| Islam et al. | Dual tinting dynamic windows using reversible metal electrodeposition and prussian blue | |
| Chen et al. | Advanced electrochromic energy storage devices based on conductive polymers | |
| CN111061109B (zh) | 具有不对称电极结构的电致变色器件、制备方法及应用 | |
| US20230258994A1 (en) | Arbitrarily tailorable electrochromic device and use thereof | |
| Karaca et al. | Plasma modified V2O5/PEDOT hybrid based flexible electrochromic devices | |
| Li et al. | Recent advances in inorganic electrochromic materials from synthesis to applications: critical review on functional chemistry and structure engineering | |
| Lin et al. | Study of MoO3–NiO complementary electrochromic devices using a gel polymer electrolyte | |
| Xu et al. | The progress and outlook of multivalent‐ion‐based electrochromism | |
| JP2023512976A (ja) | エレクトロクロミックデバイス、およびその変色方法 | |
| Wang et al. | Carbon dots as multifunctional electrolyte additives toward multicolor and low self-discharge electrochromic energy storage devices | |
| Jeong et al. | All-solid-state electrochromic device using polymer electrolytes with a wet-coated electrochromic layer | |
| KR20160127866A (ko) | 습식 코팅법에 의한 전기변색층 제조방법 및 그를 포함하는 전기변색소자 | |
| Goei et al. | Nd–Nb Co-doped SnO2/α-WO3 electrochromic materials: enhanced stability and switching properties | |
| Ojha et al. | Variable-tint electrochromic supercapacitor with a benzyl hexenyl viologen-prussian blue architecture and ultralong cycling life | |
| CN116540464A (zh) | 一种兼具电致变色和光致变色的钨酸盐量子点基水凝胶变色器件及其制备方法 | |
| Pham et al. | Long-term stability electrochromic electrodes based on porous tungsten trioxide and nickel oxide films via a facile triple pulse electrodeposition | |
| Hong et al. | A red-to-gray poly (3-methylthiophene) electrochromic device using a zinc hexacyanoferrate/PEDOT: PSS composite counter electrode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190628 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |