【合作方式】

合作研发；与薄膜制备，器件封装及节能减排等上下游厂商展开合作，共同开展器件制备以及产品开发的工作。

【技术概述】电致变色 (Eletrochromism)是指材料在交替的高低或正负外电场的作用下，通过注入或抽取电荷（离子或电子），从而在低透射率的着色状态和高透射率的消色状态之间产生可逆变化的特殊现象，在外观性能上则表现为颜色及透明度的可逆变化。电致变色器件能在不同电压作用下调节到不同级别的透光率，且具有双稳态的性能，在颜色和透明度发生变化后的状态，不需要外加电压也可以持久维持。柔性电致变色是以柔性塑料薄膜为基础材料，实现其光学属性（反射率、透过率、吸收率等）在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色深浅变化的现象。

本项目通过拟制备基于过渡金属氧化物(WO3、NiO等)的纳米墨水,并在柔性基底上沉积获得电致变色薄膜电极。以固态载体制成高效的柔性电解质膜，组装高通量，曲率半径小的电致变色器件。通过纳米线形貌、长径比、晶型、网络结构等参数的微观调控，研究其对电致变色薄膜柔韧性、电化学稳定性、电致变色光学效果等宏观性能的影响，设计出综合性能优良的电致变色薄膜器件。本项目的突破现有柔性电致变色薄膜材料的技术瓶颈，实现高性能电致变色薄膜材料的可控制备，为柔性电致变色显示器件的大规模产业化打下坚实的基础。

本项目研制出一种新型的柔性固态电解质材料，通过丝网印刷或喷涂的工艺既制备出柔性电致变色器件，与其它显示器相比具有无视盲角、对比度高、制造成本低、工艺简单、工作温度范围宽、驱动电压低、色彩丰富等优点。经过对变色响应时间、变化次数等方面进行的优化，满足工程化的应用。

该产品可以制备成变色玻璃窗、大面积屏幕、防炫镜、灵巧窗等薄膜器件，在汽车舰船窗、飞机机窗、智能建筑玻璃、信息显示、太阳光控制、变色纤维、可控反射镜方面有着广阔的应用前景，在空间飞行器热控及薄膜航天器姿轨控制方面也具有良好的应用前景。

【技术指标】通过丝网印刷的工艺或者喷涂工艺制备的固态电致变色器件，器件厚度在0.3毫米以内；将制备的柔性电致变色薄膜在直流电源的作用下，正极与印刷电致变色层的透明导电层连接，负极与另一层透明导电层连接，利用调节直流电源的电压来控制电致变色薄膜的变色效率，当电压在5-15V之间，使得器件从无色变为深色，变色效率在5-30秒；然后调换电源的正负极，调节电压在5-10V，使得器件又重新变为无色。

【技术特点】本项目针对民用和军事领域对于柔性电致变色技术的需求，以利用丝网印刷/喷墨打印等成膜技术，结合无机物理化学、结构力学、光学、电路学等多学科知识，构建柔性电致变色层，深入研究纳米墨水微观结构形貌和力学参数与宏观柔韧性和电致变色效果之间的关系，同时制备优异力学性能的固态电解质薄膜，实现具有良好柔性与稳定性的电致变色显示器件的组装。

主要技术特点：

高柔性无机变色层的制备与结构设计问题。

本项目通过水热法一步制备多种高性能无机纳米墨水，扩充电致变色材料备选库，探究电致变色性能与纳米形貌的构效关系；实现无色、蓝色、黄色、绿色、黑色等多色彩之间的变化，通过变色机制和器件结构的设计保障无机材料变色层的柔韧性。

电致变色薄膜器件整体结构的设计与构筑。

完整的电致变色器件需要基底、透明导电层、电致变色层、离子储存层(或电解质层)、导电对电极等多层结构，相对于刚性电致变色器件，这种复杂的结构易在柔性器件扭曲、折叠、褶皱等形变过层中崩塌或损坏，降低器件的使用寿命。因此，设计一种多层结构的电致变色薄膜器件，既可以保护内层组分的稳定又可以最大限度减少对变色效果的影响十分重要；本项目通过制备具有优良机械性能的柔性固态电解质，并在对电极上设计支撑点，提高柔性器件的结构稳定性。

【先进程度】国内独家

【技术状态】样品、实验室阶段

【适用范围】随着国民经济和现代科学技术的发展，节能和环保受到了人们越来越多的关注。现有技术常用多层玻璃结构，虽然夹层玻璃采用中间夹膜能很好的解决建筑节能的问题，但其无法阻隔红外热能。2002年，国际上成功研制出应用在汽车智能玻璃窗上的导电高分子电致变色材料，并首先在高等级轿车上使用；2004年，英国伦敦高层写字楼采用电致变色玻璃幕墙，成为世界上最节能的建筑；2008年，波音新型客机客舱窗玻璃淘汰了机械式舷窗遮阳板，采用了电致变色技术，获得了巨大成功；但是目前各大电致变色生产厂家主要采用磁控溅射法制备电致变色涂层玻璃，玻璃基电致变色在使用、维修、安装、运输、制造中有诸多不便，本项目弥补了上述技术不足，并易于批量生产、安装、维护。

本项目针对民用和军事领域对于柔性电致变色技术的需求，利用丝网印刷/喷墨打印等成膜技术，结合无机物理化学、结构力学、光学、电路学等多学科知识，构建柔性电致变色层，深入研究纳米墨水微观结构形貌和力学参数与宏观柔韧性和电致变色效果之间的关系，制备具有优异力学性能和电学性能的固态电解质薄膜，实现具有良好柔性与稳定性的电致变色显示器件的组装。

目前该项目已经完成材料及器件的研发过程，柔性电致变色薄膜在直流电源的作用下，正极与印刷电致变色层的透明导电层连接，负极与另一层透明导电层连接，通过调节直流电源的电压来控制电致变色薄膜的变色效率，当电压在5-15V之间，使得器件从无色变为深色，变色效率控制在5-30秒；然后调换电源的正负极，调节电压在2-10V，使得器件又重新变为无色。变色后的器件对红外波段的吸收效率可达到95%以上，在汽车隔热玻璃上有广阔的应用前景。

【专利状态】申请发明专利1项，实用新型2项。

【预期效益】随着国民经济的高速发展，我国的建筑与汽车能耗逐年上升，已达球能源消耗量的32%，建筑与汽车总能耗已占全国能源总消耗量的65%。我国现有建筑面积为400亿m2，绝大部分为高能耗建筑，且每年新建建筑近20亿m2，其中95%以上仍是高能耗建筑，据统计2016年我国汽车市场容量约1.0万亿，且将以25%的速度逐年增加；而在高能耗建筑与汽车行业中玻璃使用比例越来越大，据测算通过玻璃窗进行的热传递在冬夏季节分别占建筑能耗的48%和71%。

电致变色材料具有双稳态的性能，通过在不同的环境中测试，电致变色门窗在冬夏季可以明显的降低热传递效率达到80%以上，据估计每年可以减少能耗费用约20%-35%；在节能环保领域有广阔的应用，特别是在汽车玻璃上的应用以及建筑玻璃上的应用在节能能源方面有重要的社会意义。

本项目正在结合柔性电致发光技术、柔性电致发光线技术展开夸领域新型发光、显示、照明的研制，其规模产品有：地铁超薄柔性广告照明、仪表显示、消防救生照明线、漂浮发光救援绳、发光电线、发光数据线、发光耳机线、3D发光材料、柔性显示、柔性背光照明等场致发光器件。