一種快速調(diào)節(jié)透光率的高鐵車窗的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車窗領(lǐng)域，具體涉及一種快速調(diào)節(jié)透光率的高鐵車窗。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)在國(guó)際地位上的影響力逐步提高，鐵路運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展，尤其是高鐵的快速發(fā)展也給人們的出行帶了前所未有的便捷。相對(duì)于傳統(tǒng)的列車，現(xiàn)在人們更愿意選擇高鐵作為出行的首選，以前出行考慮較多的是只要達(dá)到就行，現(xiàn)在人們除了對(duì)到達(dá)目的地的需求以外，更需要舒適的體驗(yàn)度。在旅途中，通過(guò)高鐵的車窗，人們能更好的欣賞美景，提升旅客的出行質(zhì)量。
[0003]然而，相關(guān)技術(shù)中的車窗存在如下的技術(shù)問(wèn)題:在旅客休息時(shí)，需要窗簾遮擋，增加了乘務(wù)員的工作量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處而提供一種快速調(diào)節(jié)透光率的尚鐵車窗。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]本發(fā)明提供了一種快速調(diào)節(jié)透光率的高鐵車窗，該高鐵車窗利用電致變色的原理實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)陽(yáng)光透光率，方便使用者調(diào)節(jié)車體內(nèi)亮度等，可以起到節(jié)約能源、方便使用的目的。
[0007]所述車窗上設(shè)置有串聯(lián)的電源模塊、控制模塊和電致變色器件;該電源模塊提供電致變色器件的工作電源;該控制模塊通過(guò)調(diào)節(jié)電路中電流大小，以達(dá)到控制電致變色器件透光率的目的；所述電致變色器件采用固態(tài)互補(bǔ)型電致變色器件結(jié)構(gòu)，電致變色材料分別為氧化鎢和氧化鎳材料;所述電致變色器件沿厚度方向從上到下依次由以下薄膜構(gòu)成:ITO玻璃基底(1)、W03多孔薄膜(2)』1102辣根過(guò)氧化物酶薄膜(7)、￥03納米線薄膜(3)、固態(tài)電解質(zhì)(4)、Au納米粒子薄膜(5)、N1多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(I);所述Au納米粒子薄膜厚度為3nm。
[0008]優(yōu)選地，所述電致變色器件的制備方法如下:
[0009]步驟一，制備電致變色層WO3納米薄膜:a)首先，取一定尺寸ITO玻璃基底(I)，經(jīng)過(guò)丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，放入磁控濺射儀中，在本底真空低于1.5X 10—3Pa、濺射電流為1.8A條件下，磁控濺射時(shí)間20min，得到900nm的W膜;b)然后，以鍍有W膜的ITO玻璃為陽(yáng)極，鉑片為陰極，在0.2wt.%的NaF溶液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，電壓為50V，時(shí)間為30min，陽(yáng)極氧化處理后用去離子水清洗，得到具有多孔結(jié)構(gòu)的W膜;c)在經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化處理的ITO玻璃表面磁控濺射一層5nm的Ni膜作催化劑，將該ITO玻璃放入CVD管式爐中，在氬氣和氫氣作用下，400°C保溫4h，生長(zhǎng)WO3納米線薄膜(3)，同時(shí)多孔W膜被氧化為WO3多孔薄膜(2);
[0010]步驟二，制備MnO2辣根過(guò)氧化物酶薄膜(7):將層狀MnO2分散在四甲基氫氧化銨的水溶液中，于室溫下攪拌后離心，得到的上清液為MnO2納米片溶膠;將等體積的MnO2納米片溶膠與HRP溶液5g/L的辣根過(guò)氧化物酶基溶液充分混勻后，用微量加樣器將1yLMnO2納米片溶膠與HRP混合溶液滴加于WO3多孔薄膜表面，干燥后即在WO3多孔薄膜表面得到MnO2辣根過(guò)氧化物酶薄膜(7);
[0011]步驟三，制備離子存儲(chǔ)層N1多孔薄膜(6):a)在500ml燒杯中將0.16mol硫酸鎳、0.1mol高氯酸鋰、0.03moI過(guò)硫酸鉀溶于400ml去離子水，形成深綠色溶液，取一定尺寸ITO玻璃為基底，ITO玻璃背面用膠帶封住，豎直放立在燒杯中，在300rpm的攪拌下將40ml氨水(25?28 % )倒入，沉積時(shí)間為1min，取出后用去離子水沖洗干凈，在80°C烘箱中干燥后，在200°C氫氣保護(hù)下熱處理2h，得到N1薄膜;b)采用步驟一 b中的陽(yáng)極氧化法處理N1薄膜，電壓為30V，時(shí)間為25min，得到N1多孔薄膜(6); c)將帶有多孔結(jié)構(gòu)N1薄膜的ITO玻璃放入噴金儀中，噴鍍Au納米粒子薄膜(5)；
[0012]步驟四，制備溶膠型固態(tài)電解質(zhì)(4):室溫下，先將0.2mol檸檬酸溶解在10ml無(wú)水乙醇中，再加入0.1mol正娃酸乙酯，然后加入5g碳酸鋰和8g尿素并充分溶解，最后加入20g乙二醇以促進(jìn)聚合反應(yīng)的進(jìn)行，將所得無(wú)色透明溶液加熱到600°C保溫一定時(shí)間獲得溶膠，溶膠的粘度隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而增大；
[0013]步驟五，組裝電致變色器件:將鍍有N1薄膜的ITO玻璃和鍍有WO3薄膜的ITO玻璃相對(duì)放置，中間用絕緣體隔開(kāi)，絕緣體厚度約1_，邊緣用環(huán)氧樹(shù)脂密封，留一小孔用來(lái)注射電解液;然后將粘度約35cps的溶膠用注射器注入到兩片ITO玻璃之間，將器件在80°C保溫24h使溶膠聚合并完全固化，得到固態(tài)互補(bǔ)型電致變色器件。
[0014]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0015]1.結(jié)構(gòu)方面:采用互補(bǔ)型電致變色器件結(jié)構(gòu)，電致變色材料分別為氧化鎢和氧化鎳材料，在著色態(tài)，光透過(guò)率大大減小，增大了光調(diào)節(jié)范圍；氧化鎳薄膜同時(shí)作為離子存儲(chǔ)層和變色層，簡(jiǎn)化了器件結(jié)構(gòu)；
[0016]2.WO3電致變色薄膜為多孔結(jié)構(gòu)與納米線結(jié)合，極大的增加了該材料的比表面積，有利于減小著色的響應(yīng)時(shí)間，此外，在WO3多孔薄膜表面制備有MnO2辣根過(guò)氧化物酶薄膜，增強(qiáng)了電致變色器件的靈敏度，；
[0017]3.N1薄膜為多孔結(jié)構(gòu)結(jié)合Au納米粒子，Au納米粒子對(duì)N1薄膜的著色起到催化作用，大大提高其著色效率。
【附圖說(shuō)明】
[0018]利用附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明電致變色器件的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1-1T0玻璃基底，2-W03多孔薄膜，3-W03納米線薄膜，4-固態(tài)電解質(zhì)，5-Au納米薄膜，6-N1多孔薄膜，7_Mn02辣根過(guò)氧化物酶薄膜。
【具體實(shí)施方式】
[0020]電致變色現(xiàn)象是指材料的光學(xué)屬性(吸收率、透過(guò)率、反射率等)在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆變化的現(xiàn)象，外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。其實(shí)質(zhì)是一種化學(xué)可逆的反應(yīng)過(guò)程。
[0021]電致變色材料是一種新型的節(jié)能材料，為節(jié)能環(huán)保提供了一種新的途徑。其在低能耗顯示、電子紙、智能窗戶等領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力，譬如在智能窗領(lǐng)域，根據(jù)環(huán)境溫度、日照等情況，其可以調(diào)節(jié)玻璃的光學(xué)性能，起到節(jié)約室內(nèi)能源消耗的作用。
[0022]許多物質(zhì)在受熱、光照、外加電場(chǎng)等作用下，其顏色會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生致色象。無(wú)機(jī)電致變色材料以過(guò)渡金屬氧化物為主，其中三氧化鎢是一種重要陰極電致變色材料，具有著色效率高、響應(yīng)時(shí)間短、循環(huán)次數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。三氧化鎢薄膜有非晶態(tài)和晶態(tài)兩種類型，非晶態(tài)三氧化鎢薄膜的著色效率高、顏色轉(zhuǎn)化快，但其結(jié)構(gòu)松散，化學(xué)穩(wěn)定性差，晶態(tài)三氧化鎢結(jié)構(gòu)緊密，化學(xué)穩(wěn)定性好，但其著色效率和響應(yīng)時(shí)間表現(xiàn)不如非晶態(tài)三氧化鎢，然而，研究發(fā)現(xiàn)三氧化鎢的電致變色性能很大程度上取決于其表面形貌與晶體結(jié)構(gòu)。
[0023]氧化鎳是一種典型的陽(yáng)極電致變色材料。氧化鎳由于其褪色態(tài)比較透明，著色態(tài)具有柔和的中性顏色(灰色)，接近于人眼對(duì)光波的敏感波段，并且作為陽(yáng)極著色材料，可與氧化鎢等組成互補(bǔ)型電致變色器件。
[0024]電致變色器件的結(jié)構(gòu)一般為三明治結(jié)構(gòu)，主要包括:透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層和透明導(dǎo)電層。透明導(dǎo)電層的作用是在電化學(xué)反應(yīng)中為電致變色材料提供電子的導(dǎo)體，一般使用摻錫氧化銦(ITO)薄膜或摻氟氧化錫(FTO)薄膜；電致變色層是器件的核心層，主要以電致變色薄膜的形式出現(xiàn)，包括有機(jī)和無(wú)機(jī)電致變色材料;離子導(dǎo)體層即為電解質(zhì)層，提供電致變色器件正常工作時(shí)傳導(dǎo)離子、電子的通道;離子存儲(chǔ)層又稱對(duì)電極層，主要作用是存儲(chǔ)和提供電致變色所需的離子，起到平衡電荷的作用。
[0025]電致變色器件的工作原理為:在兩個(gè)透明導(dǎo)電層之間加上一定的電壓，在外加電壓作用下，電子和離子共同注入電致變色層，并使其發(fā)生氧化還原的電化學(xué)反應(yīng)而著色，離子存儲(chǔ)層在電致變色材料發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)起到儲(chǔ)存相應(yīng)的反離子，保持整個(gè)體系的電荷平衡的作用，當(dāng)施加反向電壓時(shí)，電子和離子從著色的電致變色層內(nèi)抽出而使其褪色。
[0026]針對(duì)現(xiàn)有電致變色器件光調(diào)節(jié)范圍小、著色速率低和循環(huán)壽命短等問(wèn)題，本發(fā)明基于三氧化媽納米材料，同時(shí)結(jié)合氧化鎳納米材料設(shè)計(jì)互補(bǔ)型電致變色器件。以氧化媽納米線薄膜作為陽(yáng)極電致變色材料，氧化鎳納米薄膜作為陰極電致變色材料，同時(shí)摻雜Au納米粒子，制備多孔結(jié)構(gòu)。
[0027]本發(fā)明提供了一種快速調(diào)節(jié)透光率的高鐵車窗，該高鐵車窗利用電致變色的原理實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)陽(yáng)光透光率，方便使用者調(diào)節(jié)車體內(nèi)亮度等，可以起到節(jié)約能源、方便使用的目的。所述車窗上設(shè)置有串聯(lián)的電源模塊、控制模塊和電致變色器件;該電源模塊提供電致變色器件的工作電源;該控制模塊通過(guò)調(diào)節(jié)電路中電流大小，以達(dá)到控制電致變色器件透光率的目的；所述電致變色器件采用固態(tài)互補(bǔ)型電致變色器件結(jié)構(gòu)，電致變色材料分別為氧化鎢和氧化鎳材料。
[0028]下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]圖1為本發(fā)明電致變色器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]其中，1-1T0玻璃基底，2-W03多孔薄膜，3-W03納米線薄膜，4_固態(tài)電解質(zhì)，5_Au納米薄膜，6-N1多孔薄膜，7-Mn02辣根過(guò)氧化物酶薄膜。
[0031 ]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明