電致變色裝置及用于形成這樣的裝置的方法與流程

本發明的實施例總體上涉及電致變色裝置和材料以及用于形成這樣的電致變色裝置和材料的過程。
背景技術：
：電致變色是指當施加電荷時某些材料改變顏色的能力。在20世紀30年代，首先給出塊狀氧化鎢以電化學方式改變顏色。基于氧化鎢和紫羅堿的電致變色可切換后視鏡在20世紀80年代成功開發，并且廣泛用于現在的汽車中。在20世紀90年代，由幾個公司發起了用于建筑上的裝配玻璃的電致變色薄膜的開發，然而他們的努力還沒有導致在建筑業中的廣泛應用，主要是因為高成本和耐久性問題。存在用于不同應用目的的不同類型的電致變色材料和結構。疊加在多層結構中的無機和基本上無機的電致變色薄膜材料因為對熱和紫外輻射具有高耐久性而通常用于建筑窗戶應用。雖然基于液體或聚合的電致變色體(electrochrome)的用于汽車的電致變色后視鏡已經成功上市，但電致變色裝置在諸如眼鏡、顯示器、建筑窗戶和天窗等應用中的更廣泛的使用還沒有實現，主要是因為高成本、低循環耐久性、以及不適當的切換范圍和速度。迄今為止已經使用各種不同的沉積技術來制造EC(電致變色)薄膜。最受歡迎的技術是真空沉積技術，例如濺射、熱和電子束蒸發以及化學氣相沉積(CVD)。這些沉積技術(尤其針對大面積應用)遭受以下問題中的至少一者：i)復雜且昂貴的真空系統；ii)緩慢的沉積速率；iii)昂貴的源材料；iv)昂貴的維護；v)所沉積的膜的不均勻性；以及vi)低產量。可替代地，也已經使用濕沉積技術。已經使用凝膠技術來沉積EC裝置內的一些層。雖然溶膠-凝膠是成本效益好的技術，但其具有缺點，例如緩慢的生產量和顯著的化學溶液浪費。除了溶膠-凝膠之外，還使用電沉積來沉積主EC層和副EC層。雖然電沉積可以是便宜的，但是難以沉積金屬氧化物的混合物和多層，并且難以在大面積裝置上保持良好的膜均勻性。除了溶膠-凝膠和電沉積之外，噴霧熱解(SP)已經用于在不同的襯底溫度下生產單個EC層。由SP形成的EC層在SP工藝之后會暴露于熱處理，這導致時間和成本增加。為了制造EC裝置，多個單個EC層通常通過聚合物離子導體或有機改性的電解質(ormolyte)層壓在一起。層壓增加了生產復雜性，因此增加了成本以及額外的重量，如果在這些EC裝置內使用玻璃襯底則這可能是大量的。此外，有機的或ormolyte的離子導體在暴露于熱和/或紫外輻射時增大了降解的風險。電致變色多層疊堆中的襯底或這些層中的一者或多者的粗糙度可能影響上方沉積的其他層，從而增加了光散射和霧度，以及增加了針孔和電短路。因此，對具有改進的特性的電致變色裝置和材料存在需求，例如更高的切換范圍、速度和循環耐久性、以及最小化的光散射、霧度、針孔、裂紋和電短路。此外，優于先前過程，以減小的制造成本和增加的生產量用于形成這樣的電致變色裝置和材料的過程是所希望的，特別是對于大面積應用。技術實現要素：本發明的實施例總體上提供了電致變色裝置和材料以及用于形成這樣的電致變色裝置和材料的過程。本發明的第一方面包括一種電致變色裝置，包括多個層，所述多個層包含至少一個平面化層，所述至少一個平面化層具有小于與所述至少一個平面化層的下表面接觸的打底層的上表面粗糙度的、或小于所述打底層的上表面粗糙度的90％或小于其80％或小于其50％或小于其20％的上表面粗糙度。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述電致變色裝置從下到上包括：襯底；下透明導體層；第一電致變色層；離子導體層；第二電致變色層；以及上透明導體層，其中：(a)所述第一電致變色層是主電致變色層，并且所述第二電致變色層是副電致變色層，或者(b)所述第一電致變色層是所述副電致變色層，并且所述第二電致變色層是所述主電致變色層。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層是以下各項中的至少一項或每一項：所述下透明導體層；所述第一電致變色層；所述離子導體層；所述第二電致變色層；以及所述上透明導體層。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在以下各項中的至少一項或每一項上：所述襯底的上表面，并且在所述下透明導體層的下方；所述下透明導體層的上表面，并且在所述第一電致變色層的下方；所述第一電致變色層的上表面，并且在所述離子導體層的下方；所述離子導體層的上表面，并且在所述第二電致變色層的下方；所述第二電致變色層的上表面，并且在所述上透明導體層的下方；以及所述上透明導體層的上表面。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述離子導體層的上表面上。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述第二電致變色層的上表面上。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述第二電致變色層的上表面上。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述離子導體層的上表面和所述第二電致變色層的上表面上。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述下透明導體層的上表面上。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述第一電致變色層的上表面上。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述上表面粗糙度被定義為：(a)多個峰谷高度的絕對值的算術平均值；(b)多個峰谷高度的均方根；或(c)最大峰谷高度。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述上表面粗糙度為從1nm至300nm。在本發明的第一方面的某些實施例中，與所述至少一個平面化層的下表面接觸的所述打底層的上表面粗糙度大于50nm，并且所述至少一個平面化層的上表面粗糙度為50nm或更小。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層減少了光散射、霧度、針孔、裂紋和電短路中的至少一項。本發明的第一方面的某些實施例進一步包括位于所述上透明導體層的上表面上的抗反射層。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述電致變色裝置的所有層都是平面化層。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述電致變色裝置從下到上包括：襯底；下透明導體層，其包括不同透明導體層材料的至少一個子層；第一電致變色層，其包括不同電致變色材料的至少一個子層；離子導體層，其包括不同離子導體材料的至少一個子層；第二電致變色層，其包括不同電致變色材料的至少一個子層；以及上透明導體層，其包括不同透明導體層材料的至少一個子層，其中：(a)所述第一電致變色層是主電致變色層，并且所述第二電致變色層是副電致變色層，或者(b)所述第一電致變色層是所述副電致變色層，并且所述第二電致變色層是所述主電致變色層。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層是以下各項中的至少一項或每一項：所述下透明導體層或其至少一個子層；所述第一電致變色層或其至少一個子層；所述離子導體層或其至少一個子層；所述第二電致變色層或其至少一個子層；以及所述上透明導體層或其至少一個子層。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層位于以下各項中的至少一項或每一項上：所述下透明導體層或其至少一個子層；所述第一電致變色層或其至少一個子層；所述離子導體層或其至少一個子層；所述第二電致變色層或其至少一個子層；以及所述上透明導體層或其至少一個子層。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述第二電致變色層包括不同材料的兩個子層，并且所述至少一個平面化層被定位在所述兩個子層之間。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述第一電致變色層包括不同材料的兩個子層，并且所述至少一個平面化層被定位在所述兩個子層之間。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述離子導體層包括不同材料的兩個子層，并且所述至少一個平面化層被定位在所述兩個子層之間。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述上透明導體層包括不同材料的兩個子層，并且所述至少一個平面化層被定位在所述兩個子層之間。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述下透明導體層包括不同材料的兩個子層，并且所述至少一個平面化層被定位在所述兩個子層之間。本發明的第一方面的某些實施例進一步包括位于所述上透明導體層的上表面上的抗反射層，其中所述抗反射層包括至少一個子層。在本發明的第一方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層包括絕緣材料、離子傳導材料、電子傳導材料或半導體材料。本發明的第二方面提供了一種用于制造本發明的電致變色裝置的方法，所述方法包括：在設置在所述襯底上的所述下透明導體層的上表面上形成所述第一電致變色層；在所述第一電致變色層的上表面上形成所述離子導體層；在所述離子導體層的上表面上形成所述第二電致變色層；以及在所述第二電致變色層的上表面上形成所述上透明導體層，其中所述至少一個平面化層是由選自下組中的至少一種技術形成的，該組由以下各項組成：浸涂、旋涂、電泳、溶膠-凝膠涂覆、噴墨印刷、輥涂、噴涂、噴霧熱解、靜電涂覆、振動篩網涂覆、彎月面涂覆、幕布涂覆、流動涂覆、原子層涂覆、濺射、蒸發或化學氣相沉積。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層是以下各項中的至少一項或每一項：所述下透明導體層；所述第一電致變色層；所述離子導體層；所述第二電致變色層；以及所述上透明導體層。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在以下各項中的至少一項或每一項上：所述襯底的上表面，并且在所述下透明導體層的下方；所述下透明導體層的上表面，并且在所述第一電致變色層的下方；所述第一電致變色層的上表面，并且在所述離子導體層的下方；所述離子導體層的上表面，并且在所述第二電致變色層的下方；所述第二電致變色層的上表面，并且在所述上透明導體層的下方；以及所述上透明導體層的上表面。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述離子導體層的上表面上。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述第二電致變色層的上表面上。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述離子導體層的上表面和所述第二電致變色層的上表面上。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述下透明導體層的上表面上。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層被定位在所述第一電致變色層的上表面上。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述上表面粗糙度被定義為：(a)多個峰谷高度的絕對值的算術平均值；(b)多個峰谷高度的均方根；或(c)最大峰谷高度。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述上表面粗糙度為從1nm至300nm。在本發明的第二方面的某些實施例中，與所述至少一個平面化層的下表面接觸的所述打底層的上表面粗糙度大于50nm，并且所述至少一個平面化層的上表面粗糙度為50nm或更小。本發明的第二方面的某些實施例進一步包括位于所述上透明導體層的上表面上的抗反射層。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述電致變色裝置的所有層都是平面化層。在本發明的第二方面的某些實施例中，所述至少一個平面化層包括絕緣材料、離子傳導材料、電子傳導材料或半導體材料。在一個實施例中，電致變色裝置包含設置在襯底上的下透明導體層，其中所述下透明導體層的上表面具有大于50nm的表面粗糙度，并且具有平面化特性的主電致變色層被設置在所述下透明導體層的上表面上。所述主電致變色層的上表面具有小于所述下透明導體層的上表面的表面粗糙度的表面粗糙度，例如約50nm或更小。電致變色裝置進一步包含設置在主電致變色層的上表面上的離子導體層、設置在離子導體層的上表面上的副電致變色層、設置在副電致變色層的上表面上的上透明導體層、以及設置在上透明導體層的上表面上的抗反射層。在一些實施例中，形成所述電致變色裝置的每個上述層可以具有等于或小于設置在下面的相鄰的打底層的表面粗糙度的表面粗糙度。下透明導體層的上表面通常具有大于50nm的表面粗糙度，例如在大于50nm至約300nm的范圍內，更窄地在大于50nm至約200nm的范圍內，并且更窄地在大于50nm至約100nm的范圍內。在許多示例中，下透明導體層的上表面具有在從約60nm至約100nm的范圍內的、更窄地在從約70nm至約80nm的范圍內的、例如約75nm的表面粗糙度。因此，具有平面化特性的主電致變色層被設置在下透明導體層上或上方。橫跨暴露的襯底的新形成的場(即，主電致變色層的上表面)比下透明導體層的現在打底的上表面更平滑或不如其粗糙。主電致變色層的上表面具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。在許多示例中，主電致變色層的上表面具有在從約15nm至約45nm的范圍內的、更窄地在從約25nm至約45nm的范圍內的、例如約35nm的表面粗糙度。在另一實施例中，一種用于制造電致變色裝置的方法包括在襯底上形成下透明導體層、以及在下透明導體層的上表面上形成主電致變色層，其中主電致變色層的上表面具有小于下透明導體層的上表面的表面粗糙度的表面粗糙度。一般地，主電致變色層的上表面具有約50nm或更小的表面粗糙度，然而打底的下透明導體層具有表面粗糙度大于50nm的上表面。所述方法進一步包含在主電致變色層的上表面上形成離子導體層、在離子導體層的上表面上形成副電致變色層、在副電致變色層的上表面上形成上透明導體層、以及在上透明導體層的上表面上形成抗反射層。下透明導體層一般包含選自于氧化錫、摻雜氟化物的氧化錫、氧化銦錫、氧化鋁鋅、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。下透明導體層一般是通過選自于以下各項的過程沉積的或以其他方式形成的：噴霧熱解、溶液基(solution-based)涂覆、濺射、蒸發、物理氣相沉積(PVD)、或CVD。下透明導體層一般具有在從約50nm至約1,000nm范圍內的、更窄地在從約100nm至約700nm的范圍內的、更窄地在從約200nm至約600nm的范圍內的、并且更窄地在從約300nm至約400nm的范圍內的厚度。主電致變色層一般包含氧化鎢并且可以通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成在下透明導體層的上表面上。在許多示例中，主電致變色層含有氧化鎢、其摻雜變體或其衍生物，并且可通過溶膠-凝膠技術或溶液基技術形成。主電致變色層一般具有約25nm至約1,000nm的范圍內的、更窄地在從約50nm至約800nm的范圍內的、并且更窄地在從約100nm至約600nm的范圍內的厚度。離子導體層一般包含選自于磷酸鋰鈦、磷酸鋰鑭鈦、鈦酸鋰鑭、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。離子導體層是通過溶膠-凝膠技術或溶液基技術施加的或以其他方式形成的。離子導體層是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成在主電致變色層的上表面上的。在一些示例中，在沉積過程中，襯底一般保持在從約23℃至約700℃的范圍內的溫度。離子導體層的上表面具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。離子導體層一般具有約1nm至約500nm的范圍內的、更窄地在從約1nm至約300nm的范圍內的、并且更窄地在從約5nm至約200nm的范圍內的厚度。副電致變色層一般包含選自于氧化鎳、氧化鋰鎳、氧化鎢鎳、氧化鋰鎢鎳、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。副電致變色層可以是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成在離子導體層的上表面上的。在許多示例中，副電致變色層是通過溶膠-凝膠技術或溶液基技術施加的或以其他方式形成的。副電致變色層的上表面具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。副電致變色層一般具有約10nm至約1,000nm的范圍內的、更窄地在從約20nm至約400nm的范圍內的、并且更窄地在從約30nm至約300nm的范圍內的厚度。上透明導體層一般包含選自于氧化銦、氧化銦錫、氧化銦鈦、氧化銦鎢、氧化銦鋯、氧化銦鋯錫、氧化銦鋯鈦、氧化銦鋯鎢、氫氧化銦、氫氧化銦鋯、氧化鋁鋅、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。上透明導體層可以是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成在副電致變色層的上表面上的。在許多示例中，上透明導體層是通過溶膠-凝膠技術或溶液基技術施加的或以其他方式形成的。上透明導體層的上表面具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。上透明導體層一般具有約50nm至約1,000nm的范圍內的、更窄地在從約100nm至約600nm的范圍內的、并且更窄地在從約100nm至約500nm的范圍內的厚度。在固化過程中，將包含上透明導體層的襯底加熱到從約200℃至約700℃的范圍內的、更窄地在從約300℃至約600℃的范圍內的、更窄地在從約500℃至約600℃的范圍內的溫度。固化過程一般包括將上透明導體層暴露于紅外線固化過程、紫外線固化過程、熱等離子體固化過程、非熱等離子體固化過程、微波固化過程或其組合。抗反射層具有用于減少或消除光反射以及用于保護電致變色裝置內的堆疊層的特性。抗反射層禁止或大大減少可能穿透到其他電致變色層中的污染物或不期望的介質(例如水或氧)的量。抗反射層一般包含選自于氧化硅、硅酸鹽、氧化鋁、鋁酸鹽、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。抗反射層一般是通過溶膠-凝膠技術或溶液基技術形成的。在一些示例中，抗反射層可以是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成在上透明導體層的上表面上的。抗反射層的上表面具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。抗反射層一般具有約5nm至約1,000nm的范圍內的、更窄地在從約100nm至約600nm的范圍內的、并且更窄地在從約200nm至約400nm的范圍內的厚度。在另一實施例中，電致變色裝置包括：設置在襯底上的下透明導體層，其中下透明導體層的上表面一般具有大于50nm的表面粗糙度；設置在下透明導體層的上表面上的包含氧化鎢的主電致變色層，其中主電致變色層的上表面具有約50nm或更小的表面粗糙度；設置在副電致變色層的上表面上的離子導體層；設置在離子導體層的上表面上的副電致變色層；設置在副電致變色層的上表面上的上透明導體層；以及設置在上透明導體層的上表面上的抗反射層。在另一實施例中，電致變色裝置包括：設置在襯底上的下透明導體層，其中下透明導體層的上表面一般具有大于50nm的表面粗糙度；設置在下透明導體層的上表面上的副電致變色層，其中副電致變色層的上表面具有約50nm或更小的表面粗糙度；設置在副電致變色層的上表面上的離子導體層；設置在離子導體層的上表面上的主電致變色層；設置在主電致變色層的上表面上的上透明導體層；以及設置在上透明導體層的上表面上的抗反射層。在另一實施例中，一種用于形成電致變色裝置的包含鋰鑭鈦酸鹽的離子導體的方法包括：通過至少將金屬鈦、過氧化氫溶液和氫氧化銨溶液相結合來制備過氧鈦酸鹽絡合物溶液，然后通過將過氧鈦酸鹽絡合物溶液、鋰源和鑭源相結合來制備鋰鑭鈦酸鹽沉積物溶液。該方法進一步包括施加鋰鑭鈦酸鹽沉積物溶液以在設置于襯底上方的電致變色層上形成鋰鑭鈦酸鹽膜，然后固化所述鋰鑭鈦酸鹽膜，以便在固化過程中在電致變色層上形成包含鋰鑭鈦酸鹽材料的離子導體層。在一些示例中，過氧鈦酸鹽絡合物溶液包含過氧鈦酸鹽絡合物。在其他示例中，該方法進一步包括在制備過氧鈦酸鹽絡合物溶液的同時將至少一種螯合劑與金屬鈦、過氧化氫溶液和氫氧化銨溶液相結合。在一個示例中，螯合劑是檸檬酸，并且過氧鈦酸鹽絡合物溶液包含檸檬酸過氧鈦酸鹽絡合物。在一些示例中，鋰鑭鈦酸鹽沉積物溶液包含摩爾比約1:1:2的Li:La:Ti。在許多示例中，鋰源包含硝酸鋰，并且獨立地，鑭源包含硝酸鑭。鋰鑭鈦酸鹽膜可以是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成在電致變色層上的。離子導體層的上表面可以具有約50nm或更小的表面粗糙度，并且電致變色層的上表面一般具有大于50nm的表面粗糙度。附圖說明為了能夠詳細地理解本發明的上述特征，可以通過參考實施例來對上面簡要概述的本發明作出更具體的描述，其中一些實施例在附圖中示出。然而，應當指出的是，這些附圖僅示出了本發明的典型實施例，并且因此不應被認為是對其范圍的限制，因為本發明可以允許其他等效的實施例。圖1A-1B描繪了如本文的實施例所描述的電致變色多層疊堆裝置。圖2描繪了如本文的另一實施例所描述的電致變色多層疊堆裝置。圖3A-3B描繪了如本文的其他實施例所描述的電致變色多層疊堆裝置。圖4A-4E描繪了如本文的另一實施例所描述的電致變色裝置。圖5描繪了用于制造如本文的多個實施例所描述的電致變色裝置的設備。具體實施方式本發明的實施例總體上提供了電致變色裝置和材料以及用于形成這樣的電致變色裝置和材料的過程。實施例提供了包含一個或多個或所有平面化層的電致變色多層結構，以及用于沉積或以其他方式形成這樣的平面化層的過程。如本文所使用的平面化層可以是具有上表面的層、膜或材料，所述上表面的表面粗糙度小于所述膜所沉積、施加、形成或以其他方式設置在其上或上方的打底層、膜或材料的上表面的表面粗糙度。在許多示例中，平面化層可以是具有上表面的層、膜或材料，所述上表面的表面粗糙度小于所述打底層、膜或材料的上表面的表面粗糙度。在某些實施例中，平面化層的上表面的表面粗糙度小于打底層的上表面粗糙度的90％或小于其80％或小于其50％或小于其20％。表面粗糙度可以是通過用于表面粗糙度的以下標準參數之一來量化，包括為多個峰谷高度的絕對值的算術平均值的Ra、以及為多個峰谷高度的均方根的Rrms。這些平面化層可以是通過浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆或使用溶膠-凝膠或溶液基前體的幕布涂覆來沉積或以其他方式形成在襯底上，該襯底保持在從約23℃(環境溫度或室溫)至約700℃的溫度。然后對這些沉積的濕膜進行固化和熱處理。其他非平面化層可以通過沉積技術(例如噴霧熱解、濺射、蒸發、PVD或化學氣相沉積(CVD))來沉積。在本文所描述的一個實施例中，圖1A描繪了電致變色裝置110a，該電致變色裝置包含設置在襯底102上的下透明導體(TC)層110，其中下透明導體層110的上表面112具有大于50nm的表面粗糙度，并且具有平面化特性的PEC層120被設置在下透明導體層110的上表面112上。主電致變色層120的上表面122具有小于下透明導體層110的上表面112的表面粗糙度的表面粗糙度，例如約50nm或更小。電致變色裝置100a進一步包含設置在主電致變色層120的上表面122上的離子導體(IC)層130、設置在離子導體層130的上表面132上的副電致變色(SEC)層140、設置在副電致變色層140的上表面142上的上透明導體(TC)層150、以及設置在上透明導體層150的上表面152上的抗反射(AR)層160。在一些實施例中，主電致變色層120、離子導體層130、副電致變色層140、上透明導體層150和/或抗反射層160中的每一者可以獨立地具有等于或小于布置在下面的相鄰的打底層的表面粗糙度的表面粗糙度。在另一實施例中，主電致變色層120、離子導體層130、副電致變色層140、上透明導電層150和抗反射層160是平面化層。電致變色裝置100a或100b的疊堆內的每個順序沉積的平面化層具有明顯且逐漸小于每個直接打底的平面化層的表面粗糙度的表面粗糙度。所產生的最終疊堆的上表面(例如，抗反射層160的上表面162)具有比下透明導體層110的上表面112更小的表面粗糙度(或更平滑)。在一些示例中，主電致變色層120的上表面122的表面粗糙度顯著小于下透明導體層110的上表面112的表面粗糙度，例如相差大于平均峰谷高度的兩倍(例如，主電致變色層120的上表面122的Ra小于下透明導體層110的上表面112的Ra的一半)。下透明導體層110的上表面112包含以尖銳和鋸齒角延伸的多個凸出部或不規則部，而主電致變色層120(平面化層)在上表面122上具有較少延伸的圓形凸出部或不規則部。然而，隨后沉積的非平面化層具有與主電致變色層120的上表面122的Ra相似或稍微減小的表面粗糙度。在本文所描述的另一實施例中，圖1B描繪了電致變色裝置100b，該電致變色裝置包含設置在襯底102上的下透明導體層110，其中下透明導體層110的上表面112具有大于50nm的表面粗糙度，并且具有平面化特性的副電致變色層140被設置在下透明導體層110的上表面112上。副電致變色層140的上表面142具有小于下透明導體層110的上表面112的表面粗糙度的表面粗糙度，例如約50nm或更小。電致變色裝置100b進一步包含設置在副電致變色層140的上表面142上的離子導體層130、設置在離子導體層130的上表面132上的主電致變色層120、設置在主電致變色層120的上表面122上的上透明導體層150、以及設置在上透明導體層150的上表面152上的抗反射層160。類似地，在一些示例中，副電致變色層140的上表面142的表面粗糙度顯著小于下透明導體層110的上表面112的表面粗糙度，例如相差大于平均峰谷高度的兩倍(例如，副電致變色層140的上表面142的Ra小于下透明導體層110的上表面112的Ra的一半)。下透明導體層110的上表面112包含以尖銳和鋸齒角延伸的多個凸出部或不規則部，而副電致變色層140(平面化層)在上表面142上具有較少延伸的圓形凸出部或不規則部。然而，隨后沉積的非平面化層具有與副電致變色層140的上表面142的Ra相似或稍微減小的表面粗糙度。在另一實施例中，一種用于制造電致變色裝置(例如電致變色裝置100a)的方法包括在襯底102上形成下透明導體層110、以及在下透明導體層110的上表面112上形成主電致變色層120，其中主電致變色層120的上表面122具有小于下透明導體層110的上表面112的表面粗糙度的表面粗糙度。一般地，主電致變色層120的上表面122具有約50nm或更小的表面粗糙度，然而打底的下透明導體層110具有表面粗糙度大于50nm的上表面112。該方法進一步提供了在主電致變色層120的上表面122上形成離子導體層130、在離子導體層130的上表面132上形成副電致變色層140、在副電致變色層140的上表面142上形成上透明導體層150、以及在上透明導體層150的上表面152上形成抗反射層160。在一些示例中，該方法包括在襯底102上沉積或以其他方式形成下透明導體層110，其中下透明導體層110的上表面112一般具有大于50nm的表面粗糙度。在其他示例中，該方法包括提供襯底102、例如預制襯底，該襯底包含設置在其上的下透明導體層110，其中下透明導體層的上表面一般具有大于50nm的表面粗糙度。襯底102一般包含選自于玻璃、石英、水晶、硅、氧化硅、二氧化硅、砷化鎵、塑料、聚合物、其衍生物、其摻雜變體或其組合中的至少一種材料。下透明導體層110一般包含選自于氧化錫、摻雜氟化物的氧化錫、氧化銦錫、氧化鋁鋅、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。下透明導體層110一般是通過選自于以下各項的過程沉積的或以其他方式形成的：噴霧熱解、溶液基涂覆、濺射、蒸發、PVD、或CVD。下透明導體層110的上表面112通常具有大于50nm的表面粗糙度，例如在大于50nm至約300nm的范圍內，更窄地在大于50nm至約200nm的范圍內，并且更窄地在大于50nm至約100nm的范圍內。在許多示例中，下透明導體層110的上表面112具有在從約60nm至約100nm的范圍內的、更窄地在從約70nm至約80nm的范圍內的、例如約75nm的表面粗糙度。下透明導體層110一般具有在從約50nm至約1,000nm范圍內的、更窄地在從約100nm至約700nm的范圍內的、更窄地在從約200nm至約600nm的范圍內的、并且更窄地在從約300nm至約400nm的范圍內的厚度。主電致變色層120一般包含氧化鎢并且可以沉積或以其他方式形成在下部透明導體層110的上表面112或離子導體層130的上表面132上。主電致變色層120可以是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成的。在許多示例中，主電致變色層120含有氧化鎢、其摻雜變體或其衍生物，并且可通過溶膠-凝膠技術或溶液基技術形成。主電致變色層120的上表面122一般具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。在許多示例中，主電致變色層120的上表面122具有在從約15nm至約45nm的范圍內的、更窄地在從約25nm至約45nm的范圍內的、例如約35nm的表面粗糙度。主電致變色層120一般具有約25nm至約1,000nm的范圍內的、更窄地在從約50nm至約800nm的范圍內的、并且更窄地在從約100nm至約600nm的范圍內的厚度。離子導體層130一般包含選自于磷酸鋰鈦、磷酸鋰鑭鈦、鈦酸鋰鑭、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。離子導體層130是通過溶膠-凝膠技術或溶液基技術施加的、沉積的、或以其他方式形成的。離子導體層130可以形成在主電致變色層120的上表面122上或者形成在副電致變色層140的上表面142上。離子導體層130是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成的。在一些示例中，在沉積過程中，襯底一般保持在從約23℃至約700℃的范圍內的溫度。離子導體層130的上表面132具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。在許多示例中，離子導體層130的上表面132具有在從約15nm至約45nm的范圍內的、更窄地在從約25nm至約45nm的范圍內的、例如約35nm的表面粗糙度。離子導體層130一般具有約1nm至約500nm的范圍內的、更窄地在從約1nm至約300nm的范圍內的、并且更窄地在從約5nm至約200nm的范圍內的厚度。副電致變色層140一般包含選自于氧化鎳、氧化鋰鎳、氧化鎢鎳、氧化鋰鎢鎳、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。副電致變色層140可以形成在離子導體層130的上表面132上或者形成在下透明導體層110的上表面112上。副電致變色層140是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成的。在許多示例中，副電致變色層140是通過溶膠-凝膠技術或溶液基技術施加的或以其他方式形成的。副電致變色層140的上表面142具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。在許多示例中，副電致變色層140的上表面142具有在從約15nm至約45nm的范圍內的、更窄地在從約25nm至約45nm的范圍內的、例如約35nm的表面粗糙度。副電致變色層140一般具有約10nm至約1,000nm的范圍內的、更窄地在從約20nm至約400nm的范圍內的、并且更窄地在從約30nm至約300nm的范圍內的厚度。上透明導體層150一般包含選自于氧化銦、氧化銦錫、氧化銦鈦、氧化銦鎢、氧化銦鋯、氧化銦鋯錫、氧化銦鋯鈦、氧化銦鋯鎢、氫氧化銦、氫氧化銦鋯、氧化鋁鋅、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。上透明導體層150可以沉積或以其他方式形成在副電致變色層140的上表面142上或者形成在主電致變色層120的上表面122上。上透明導體層150可以是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成的。在許多示例中，上透明導體層150是通過溶膠-凝膠技術或溶液基技術施加的或以其他方式形成的。上透明導體層150的上表面152具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。在許多示例中，上透明導體層150的上表面152具有在從約15nm至約45nm的范圍內的、更窄地在從約25nm至約45nm的范圍內的、例如約35nm的表面粗糙度。上透明導體層150一般具有約50nm至約1,000nm的范圍內的、更窄地在從約100nm至約600nm的范圍內的、并且更窄地在從約100nm至約500nm的范圍內的厚度。在一些示例中，在固化過程中，將包含設置在電致變色裝置100a或100b之內或之上的上透明導體層150的襯底102加熱到從約200℃至約700℃的范圍內的、更窄地在從約300℃至約600℃的范圍內的、更窄地在從約500℃至約600℃的范圍內的溫度。固化過程一般包括將上透明導體層150暴露于紅外線固化過程、紫外線固化過程、熱等離子體固化過程、非熱等離子體固化過程、微波固化過程或其組合。抗反射層160具有用于減少或消除光反射、和/或用于保護電致變色裝置100a或100b內的堆疊層的特性。抗反射層160禁止、抑制或大大減少可能穿透到其他電致變色層中的污染物或不期望的介質(例如水、氧、和/或氮)的量。抗反射層160一般包含選自于氧化硅、硅酸鹽、氧化鋁、鋁酸鹽、其摻雜變體、其衍生物或其組合的材料。抗反射層160一般是通過溶膠-凝膠技術、溶液基技術、或噴霧熱解技術形成的。在一些示例中，抗反射層160通常是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成在上透明導體層150的上表面152上的。抗反射層160的上表面162具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。在許多示例中，抗反射層160的上表面162具有在從約15nm至約45nm的范圍內的、更窄地在從約25nm至約45nm的范圍內的、例如約35nm的表面粗糙度。抗反射層160一般具有約5nm至約1,000nm的范圍內的、更窄地在從約100nm至約600nm的范圍內的、并且更窄地在從約200nm至約400nm的范圍內的厚度。在另一實施例中，電致變色裝置包括：設置在襯底上的下透明導體層，其中下透明導體層的上表面一般具有大于50nm的表面粗糙度；設置在下透明導體層的上表面上的包含氧化鎢的主電致變色層，其中主電致變色層的上表面可以具有約50nm或更小的表面粗糙度；設置在副電致變色層的上表面上的離子導體層；設置在離子導體層的上表面上的副電致變色層；設置在副電致變色層的上表面上的上透明導體層；以及設置在上透明導體層的上表面上的抗反射層。示例A可以通過諸如為非平面化技術的濺射、蒸發或CVD的技術來沉積電致變色多層疊堆TC/PEC/IC/SEC/TC/AR(可選)(或反向的TC/SEC/IC/PEC/TC/AR(可選))。在一些示例中，玻璃上的商業氟摻雜氧化錫(FTO)涂層可以用作底部TC。這樣的商業FTO通常是多晶的和粗糙的、具有大的晶粒尺寸，以便具有低電阻率。厚度在從約300nm至約4,000nm范圍內的層或膜的平均峰谷高度Ra處于從約50nm至約100nm的范圍內。在一個實施例中，PEC層可以是平面化層，然而其他層中的一者或多者或全部也可以是平面化層。具體地，PEC層可以包含或可由可通過溶膠-凝膠技術制備的氧化鎢(例如WO3)構成。溶膠溶液是通過將乙醇鎢(99.99％)以約1g的乙醇鎢對約500ml的乙醇的比例溶解到乙醇(99.5％)中形成的，并且冷凝至約3wt％的氧化鎢。然后將所述溶液沉積到襯底上，以通過浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆或幕布涂覆形成厚度在約50nm和約800nm之間的最終氧化物膜。涂層在室溫下干燥，并且然后被熱處理至約300℃持續約2小時。所得含有氧化鎢的PEC層的表面粗糙度比打底的粗糙FTO表面的表面粗糙度明顯更小(更平滑)，因為氧化鎢材料較多地沉積在FTO表面的谷中而較少地沉積在FTO表面的峰上。還使FTO表面中的銳角在氧化鎢表面上變圓。氧化鎢的平均峰谷高度Ra可以是在從約5nm至約50nm的范圍內。隨后的非平面化層與氧化鎢表面共形，所產生的疊堆具有較低的霧度和較少的針孔、裂紋和電短路。示例B電致變色多層疊堆包含除粗糙底部FTO層之外的所有平面化層。作為示例，這些平面化層各自可以是通過如下的溶膠-凝膠技術制備的：PEC可以包含可使用與示例A相同的溶膠-凝膠技術來沉積的氧化鎢。IC層可以包含可使用本文所描述的溶膠-凝膠技術來沉積的無機磷酸鋰鈦。SEC層可以包含可按如下方式沉積的氧化鎳：由乙酸鎳(NiC4H6O4·4H2O，Aldrich)和乙酸鋰(LiC4H6O4·4H2O，Aldrich)前體制備醇溶膠-凝膠前體。將乙酸鎳和乙酸鋰以為2、1和0.5的多個摩爾比Ni/Li混合，緩慢加入H2O2(Fluka)的水溶液(約30vol％)。通過用自來水冷卻混合物來控制高放熱反應。在反應完成并加入額外的H2O2之后，將所產生的溶液在真空中冷凍干燥。然后將冷凍干燥的殘余物溶解在約100mL的乙醇(95％)中。通過浸涂、旋涂、電泳，噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆或幕布涂覆將綠色Li/Ni溶膠沉積到襯底上。然后使用紅外線、紫外線、熱(或非熱)等離子體、或微波加熱來使所述平面化膜在約330℃至約400℃之間的襯底溫度下進行固化和熱處理。上部TC層可以包含可按如下方式沉積的氧化銦錫(ITO)：將摩爾比為90％的乙酸銦和10％的氯化錫溶解在2-甲氧基乙醇中。在加入作為螯合劑的乙二胺之后，將溶液在室溫下攪拌約2小時以變得透明和均勻，然后通過0.22μm的注射器過濾器進行過濾。通過浸涂、旋涂、電泳，噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆或幕布涂覆將所述溶液沉積到襯底上。然后使用紅外線、紫外線、熱(或非熱)等離子體、或微波加熱來使所述平面化膜在約500℃至約600℃之間的襯底溫度下進行固化和熱處理。任選地，可以將平面化透明AR層作為阻擋氧和水分的阻隔同時還用作抗反射涂層涂覆在疊堆的頂部。平面化透明AR層可以包含氧化硅、氧化鋁、其衍生物或其組合，并且可以通過溶膠-凝膠技術沉積。在一些實施例中，兩個或更多個平面化層(例如，主電致變色層120、離子導體層130、副電致變色層140、上透明導體層150、和/或抗反射層160)彼此相鄰地沉積，相應的溶膠-凝膠前體被選擇為使得這些前體不會降解下面的層。此外，在沉積下一層之前，對每個平面化層進行固化和熱處理，以增加其耐久性和對后面的前體的耐受性。在一些形成電致變色多層疊堆的示例中，大于200℃的襯底溫度可以在熱處理過程中獲得，以對從溶液基前體或溶膠-凝膠前體沉積的平面化層進行熱處理。在另一實施例中，可以使用等離子體過程來處理這些平面化層。可以由一種或多種工藝氣體例如氧氣、氫氣、氬氣、水、氮氣、氦氣或其混合物形成大氣(或基于真空的)冷或熱等離子體或大氣(或基于真空的)熱的或熱等離子體。可以在降低的襯底溫度下的熱處理過程中使用這樣的等離子體，以幫助除去溶劑和有機添加劑，并且幫助煅燒和/或燒結。替代實施例在本文所描述的替代實施例中，提供了多種無機固態離子導體材料，其具有以下所希望的性質：i)高離子傳導率和低電子傳導率，ii)低過程溫度，以及iii)平面化材料。在一些實施例中，一種用于形成電致變色裝置的包含鋰鑭鈦酸鹽(LLTO)的離子導體包括通過至少將金屬鈦、過氧化氫溶液和氫氧化銨溶液相結合來制備過氧鈦酸鹽絡合物溶液，然后通過將過氧鈦酸鹽絡合物溶液、鋰源和鑭源相結合來制備鋰鑭鈦酸鹽沉積物溶液。該方法進一步包括施加鋰鑭鈦酸鹽沉積物溶液以在設置于襯底上方的電致變色層上形成鋰鑭鈦酸鹽膜，然后固化所述鋰鑭鈦酸鹽膜，以便在固化過程中在電致變色層上形成包含鋰鑭鈦酸鹽材料的離子導體層。在本文所描述的一些實施例中，電致變色裝置(例如電致變色裝置100a或100b)可以被制造為具有包含鋰鑭鈦酸鹽材料的離子導體層(例如離子導體層130)。這些鋰鑭鈦酸性材料和LLTO基離子導體材料、以及低襯底溫度溶膠-凝膠技術將其制造為平面化薄膜(以及粉末和塊)。結晶鈣鈦礦鋰鑭鈦酸鹽Li3xLa2/3xTiO3(LLTO，其中x＝0至2/3，其中x附近的最大傳導率為約0.1)的體積傳導率是無機固態離子導體材料中最高的。在本申請中提出了非晶LLTO和摻雜有Al和/或Si的LLTO作為具有高離子傳導率和低電子傳導率的新的離子導體材料。這些非晶離子導體材料可以通過溶膠-凝膠技術在400℃以下的低襯底溫度下沉積或以其他方式形成為平面化薄膜。還可以通過溶膠-凝膠技術將這些離子導體材料制造為粉末和塊。在一些示例中，過氧鈦酸鹽絡合物溶液包含過氧鈦酸銨絡合物。在其他示例中，該方法進一步包括在制備過氧鈦酸鹽絡合物溶液的同時將至少一種螯合劑與金屬鈦、過氧化氫溶液和氫氧化銨溶液相結合。在一個示例中，螯合劑是檸檬酸，并且過氧鈦酸鹽絡合物溶液包含檸檬酸過氧鈦酸鹽絡合物。在一些示例中，鋰鑭鈦酸鹽沉積物溶液包含摩爾比近似約1:1:2的Li:La:Ti。在許多示例中，鋰源包含硝酸鋰，并且獨立地，鑭源包含硝酸鑭。鋰鑭鈦酸鹽膜可以是通過沉積過程(例如浸涂、旋涂、電泳、噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆、幕布涂覆、和/或其變型)形成在電致變色層上的。離子導體層的上表面可以具有約50nm或更小的表面粗糙度，并且電致變色層的上表面一般具有大于50nm的表面粗糙度。在一些示例中，過氧鈦酸鹽絡合物溶液可以通過將金屬鈦、過氧化氫溶液和氫氧化銨溶液相結合以約9:1:1的體積比混合來制備。一般地，過氧化氫溶液包含在水中按體積計處于從約10％至約50％的范圍內的、更窄地在從約20％至約40％的范圍內的、并且更窄地在從約28％至約32％的范圍內的過氧化氫，并且氫氧化銨溶液包含在水中按體積計處于從約10％至約50％的范圍內的、更窄地在從約20％至約40％的范圍內的、并且更窄地在從約28％至約32％的范圍內的氨。在一些示例中，過氧化氫溶液包含按體積計約30％的過氧化氫水溶液，并且氫氧化銨溶液包含按體積計約30％的氨水。包含鋰鑭鈦酸鹽材料的離子導體層的上表面具有約50nm或更小的、例如在從約1nm至約50nm的范圍內的、更窄地在從約10nm至約50nm的范圍內的、并且更窄地在從約25nm至約50nm的范圍內的表面粗糙度。包含鋰鑭鈦酸鹽材料的離子導體層一般具有約1nm至約500nm的范圍內的、更窄地在從約1nm至約300nm的范圍內的、并且更窄地在從約5nm至約200nm的范圍內的厚度。將在電致變色層上包含所施加的鋰鑭鈦酸鹽膜的襯底加熱至從約100℃至約1500℃的范圍內的溫度。在一個實施例中，在固化過程中，將襯底加熱到從約100℃至約500℃的范圍內的、更窄地在從約200℃至約400℃的范圍內的、更窄地在從約300℃至約350℃的范圍內的溫度。在另一實施例中，在固化過程中，將襯底加熱到從約150℃至約1,500℃的范圍內的、更窄地在從約300℃至約1,200℃的范圍內的、更窄地在從約500℃至約1,000℃的范圍內的溫度。固化過程一般包括將電致變色層上所施加的鋰鑭鈦酸鹽膜暴露于紅外線固化過程、紫外線固化過程、熱等離子體固化過程、非熱等離子體固化過程、微波固化過程或其組合。示例1：用過氧鈦酸鹽前體沉積LLTO可以按如下方式制備包含與Li和La硝酸鹽混合的過氧鈦酸鹽絡合物的無機前體。在一個示例中，通過將必要量的Ti粉末溶解在約9:1:1的過氧化氫(約30vol％)和氨水(約30vol％)的混合物中制備過氧鈦酸銨的約1M(以Ti計)原液(stock)。將適量的硝酸鋰(多達0.05M)和硝酸鑭(多達0.05M)溶解在稀釋至約0.1M的檸檬酸過氧鈦酸銨原液中，以提供約0.5:0.5:1.0(相應為Li：La：Ti)的摩爾比。通過浸涂、旋涂、電泳，噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆或幕布涂覆將所述溶液沉積到襯底上。然后使(平面化)LLTO膜在約100℃至約350℃之間的襯底溫度下進行固化和熱處理。可替代地，使用紅外線、紫外線、熱(或非熱)等離子體、或微波加熱來使LLTO膜可以在約150℃至約1,500℃之間的襯底溫度下進行熱處理。示例2：用檸檬酸過氧鈦酸鹽前體沉積LLTO通過將必要量的Ti粉末溶解在約4:1:1的過氧化氫(約30vol％)和氨水(約30vol％)的混合物中制備過氧鈦酸銨的約1M(以Ti計)原液。以約為2的檸檬酸/Ti摩爾比加入檸檬酸(多達2M)以形成檸檬酸過氧鈦酸鹽絡合物。將適量的硝酸鋰(多達0.05M)和硝酸鑭(多達0.05M)溶解在稀釋至約0.1M的檸檬酸過氧鈦酸銨原液中，以提供約0.5:0.5:1.0(相應為Li：La：Ti)的摩爾比。通過浸涂、旋涂、電泳，噴墨印刷、輥涂、噴涂、彎月面涂覆或幕布涂覆將所述溶液沉積到襯底上。然后使(平面化)LLTO膜在約100℃至約350℃之間、例如約300℃至約350℃之間的襯底溫度下進行固化和熱處理，以燒盡任何剩余的檸檬酸鹽。可替代地，使用紅外線、紫外線、熱(或非熱)等離子體、或微波加熱來使LLTO膜可以在約150℃至約1,500℃之間的襯底溫度下進行熱處理。示例3：通過二醇-檸檬酸過氧鈦酸鹽前體沉積LLTO通過將必要量的Ti粉末溶解在過氧化氫(約30vol％)和氨水(約30vol％)的4:1混合物中制備過氧鈦酸銨的約1M(以Ti計)原液。以為2的檸檬酸/Ti摩爾比加入檸檬酸(多達2M)以形成檸檬酸過氧鈦酸鹽絡合物。將適量的硝酸鋰(多達0.05M)和硝酸鑭(多達0.05M)溶解在稀釋至約0.1M的檸檬酸過氧鈦酸銨原液中，以提供約0.5:0.5:1.0(相應為Li：La：Ti)的摩爾比。向所述溶液中加入乙二醇(約1.6M)以得到約為4的乙二醇/檸檬酸摩爾比。然后使(平面化)LLTO膜在約100℃至約350℃之間、例如約300℃至約350℃之間的襯底溫度下進行固化和熱處理，以燒盡任何剩余的有機殘留物。可替代地，使用紅外線、紫外線、熱(或非熱)等離子體、或微波加熱來使LLTO膜可以在約150℃至約1,500℃之間的襯底溫度下進行熱處理。若干替代實施例以下進一步公開包括實施例A-D在內的替代實施例。替代實施例A在本文所描述的一個實施例中，圖2描繪了電致變色裝置200(例如電致變色多層疊堆)，該電致變色裝置包含設置在襯底202上的下透明導體(TC)層210、以及設置在下透明導體層210的上表面上的主電致變色(PEC)層220。電致變色裝置200進一步包含設置在主電致變色層220的上表面上的離子導體(IC)層230、設置在離子導體層230的上表面上的副電致變色(SEC)層240、設置在副電致變色層240的上表面上的上透明導體(TC)層250、以及設置在上透明導體層250的上表面上的抗反射(AR)層260。在一個示例中，如圖2所示，多層電致變色結構可以具有位于具有可選的頂部抗反射層或保護層的襯底上的、或者位于兩個襯底之間的以層壓構造的5層或更多層。這些襯底通常是透明的玻璃或塑料。電致變色多層結構的兩個最外層是電透明導體，這些電透明導體橫穿窗戶表面傳導電子以對內層進行充電和放電。目前，透明導電氧化物SnO2:F和ITO是最常用于電致變色應用的TC材料。與兩個TC層中任一者的內側相鄰的是具有足夠的電子和離子傳導率的PEC層(例如，混合導體)，使得其著色/漂白時間是可接受地快速的。與另一TC層的內側相鄰的是用作離子存儲的SEC層，理想地具有與PEC層的電致變色特性互補的電致變色特性。IC層(也稱為電解質層)被設置在陰極EC層和陽極EC層之間。IC層可以是無機的(例如，諸如ZrO2或Li-P-O-N等氧化物)或有機的(例如，粘合劑聚合物)。理想地，IC層應當具有高的離子傳導率但低的電子傳導率，以使得允許離子通過的同時陰極層和陽極層彼此是電子絕緣的。所涉及的離子應當足夠小以具有高遷移率，例如質子(H+)或鋰離子(Li+)。當電子泄漏電流太高(由于內在或外在缺陷)時，變得難以保持足夠高的局部電場以移動離子來對電致變色層進行充電/放電，特別是在大面積電致變色窗應用中。上述5層電致變色結構的操作類似于在充電/放電時改變顏色的可充電電池。在本文所描述的一個實施例中，在約0.1wt％至約30wt％之間的少量水被包括在基于鋰離子的裝置中并且增強了鋰離子遷移率而不經歷顯著的鋰-水反應。因此，為了控制摻入的水量，IC層內可以包含小百分比(在從約1wt％至約30wt％之間，例如約1wt％至約10wt％，其中wt％代表重量百分比)的在高溫(例如，>約120℃)下保留水的“高溫”吸濕材料。在一些示例中，保留水的吸濕材料所在的溫度可以是在從約120℃至約600℃的范圍內。裝置制造過程于是包括引導水以便由這些吸濕材料保留水的步驟。具有水合的吸濕高溫材料的IC層應當具有增加的離子傳導率，從而產生更快的切換和更高的循環耐久性。還可以將該解決方案A.1應用于基于質子的EC裝置。可以通過諸如噴霧熱解、溶膠-凝膠、濺射，CVD、電鍍、熱或電子束蒸發或其他過程的技術來沉積IC層。在本文所描述的另一實施例(實施例A.1)中，IC一般包含IC材料，例如氧化鉭(如五氧化二鉭(Ta2O5))、氧化鋯(諸如二氧化鋯(ZrO2))、氧化硼(如B2O或B2O3)、鋰磷氮氧化物(Li-P-O-N)、硅酸鋰(Li-Si-O)、鋁酸鋰(Li-Al-O)、硅鋁酸鋰(Li-Si-Al-O)、其合金、其水合物、其衍生物或其組合。在一些示例中，IC層可以具有濃度在從約1wt％至約30wt％的范圍內的、更窄地在從約1wt％至約10wt％的范圍內的高溫吸濕材料。示例性高溫吸濕性材料包括氧化硼(其可以保持水合至高達約300℃)和氧化鋯(其可以保持水合至高達約550℃)。在密封所述裝置以供操作之前可以在材料加工中包括使所述IC進行水合的步驟。IC材料可以通過暴露于環境空氣中的水和/或直接在沉積步驟期間或之后添加的氣態或液態水而將水分/水添加到IC材料或IC層中來進行水合。在本文所描述的另一實施例(實施例A.2)中，將一種或多種吸濕高溫材料添加到主電致變色層或副電致變色層中任一者或兩者，以增加這些層的離子傳導率，從而產生更快的切換、更高的循環耐久性、以及更大的切換范圍(因為離子可以更深地穿透到主電致變色層和/或副電致變色層中)。可以通過諸如噴霧熱解、溶膠-凝膠、濺射，CVD、電鍍、熱或電子束蒸發以及其他沉積過程的技術來沉積這些層。在一些方面中，氧化硼或氧化鋯被摻雜到主和/或副電致變色層中(例如，在從約1wt％至約30wt％范圍內的、更窄地在從約1wt％至約10wt％范圍內的濃度)，以幫助保留少量的水，這將促進鋰和其他離子在這些活性層內橫穿這些活性層移動。在本文所描述的另一實施例(實施例A.3)中，由疏水材料構成的無機保護層或聚合物保護層可以被設置在多層電致變色疊堆的TC上方，以維持水從所述裝置逸出。在一些示例中，無機保護層包含選自于氧化鋅(如二氧化鋅(ZnO2))、氧化鈦(如二氧化鈦(TiO2))、氧化硅(如二氧化硅(SiO2))、其衍生物、其摻雜變體或其組合中的至少一種疏水物質。在一些示例中，疏水層可以同時用作抗反射層，而在其他示例中，疏水層可以與設置在其上的另一抗反射層結合使用。疏水層可以具有在從約30nm至約1μm范圍內的厚度。可以通過諸如噴霧熱解、溶膠-凝膠、濺射，CVD、電鍍、熱或電子束蒸發以及其他沉積過程的技術來沉積疏水層。實施例A.3可以用于基于鋰離子和/或基于質子的裝置。在本文所描述的另一實施例(實施例A.4)中，結合了實施例A.1-A.3中的兩個或更多個。特別地，可以將小百分比的高溫吸濕材料添加到離子導體層和/或主電致變色層層和副電致變色層中的一者或兩者。此外，可以將包含一種或多種疏水材料的無機或聚合物保護材料放置在多層電致變色疊堆的頂部TC上，連同將小百分比的高溫吸濕性材料引導至離子導體層、主電致變色層或副電致變色層中的一者或多者。除了涉及電致變色裝置的應用之外，以上討論的所有實施例A.1-A.3也可以應用于基于鋰離子和基于質子的電池，特別是薄膜電池。替代實施例B在本文所描述的另一實施例(實施例B)中，這些電致變色材料結構可以具有第一陰極電致變色體(例如，在離子插入時變得更透明)和第二陰極電致變色體(其在漂白狀態下具有類似折射率和在著色狀態下具有不同折射率)的大晶粒薄膜混合物。在另一實施例中，這些電致變色材料結構可以具有第一陰極電致變色體和離子導體材料的大晶粒薄膜混合物，離子導體材料在漂白狀態下具有類似于第一陰極電致變色體的折射率、但是在著色狀態下具有與第一陰極電致變色體不同的折射率。應當指出的是，離子導體材料一般不像電致變色體那樣切換或改變其折射率。可替代地，新的材料結構可以包括第一陽極電致變色體(例如，在離子插入時變得更暗)和第二陽極電致變色體(其在漂白狀態下具有類似折射率而在著色狀態下具有不同的折射率)的大晶粒(晶粒寬度處于約20nm至約400nm的數量級)的薄膜混合物。在另一實施例中，離子導體材料可以在漂白狀態下具有類似于第一陽極電致變色體的折射率、但是在著色狀態下具有與第一陽極電致變色體不同的折射率。這些陰極電致變色材料包括氧化鎢(如三氧化鎢(WO3))、氧化鉬(如三氧化鉬(MoO3))、氧化鈮(如五氧化二鈮(Nb2O5))、其衍生物或其組合。這些陽極電致變色材料包括氧化鈮(如氧化鈮(如，NiO))、氧化銥(如二氧化銥(IrO2))、氧化鉻(如三氧化鉻(Cr2O3))、其衍生物或其組合。離子導體層可以包含例如氧化鉭(如五氧化二鉭(Ta2O5))、氧化鋯(如二氧化鋯(ZrO2))、氧化硼(如B2O或B2O3)、鋰磷氮氧化物(Li-P-O-N)、硅酸鋰(Li-Si-O)、鋁酸鋰(Li-Al-O)、硅鋁酸鋰(Li-Si-Al-O)、其合金、其衍生物或其組合的材料。在其他實施例中，離子導體可以包含聚合物、低聚物。大晶粒是通過噴霧熱解產生的，這是最合適的方法。在漂白狀態下，晶粒全部具有類似的折射率，并且因此使霧度最小化。在著色狀態下，不同材料的晶粒具有不同的折射率，從而增加了總霧度，這在隱私窗應用中是期望的。在另一實施例中，5層電致變色裝置TC/PEC/IC/SEC/TC(圖3A)或可替代的TC/SEC/IC/PEC/TC(圖3B)包含PEC層，該PEC層具有嵌入在～300-500nmWO3薄膜基質中的約20nm至約400nm的釩-鎢氧化物(V-WO3)或二氧化鈦(TiO2)晶粒的大晶粒薄膜混合物。表1中示出了近似的折射率，如下：在550nm波長下的折射率漂白著色TiO22.052.08V-WO32.001.85WO31.991.69表1在漂白狀態下，TiO2和V-WO3相對于WO3的折射率差異分別為約0.06和0.01，導致相對較低的霧度。在著色狀態下，差異分別為0.39和0.16，導致相對較高的霧度。在本文所描述的一個實施例中，圖3A描繪了電致變色裝置300a(例如電致變色多層疊堆)，該電致變色裝置包含設置在襯底302上的下透明導體(TC)層310、以及設置在下透明導體層310的上表面上的主電致變色(PEC)層320。電致變色裝置300a進一步包含設置在主電致變色層320的上表面上的離子導體(IC)層330、設置在離子導體層330的上表面上的副電致變色(SEC)層340、設置在副電致變色層340的上表面上的上透明導體(TC)層350、以及設置在上透明導體層350的上表面上的抗反射(AR)層360。在本文所描述的另一實施例中，圖3B描繪了電致變色裝置300b(例如電致變色多層疊堆)，該電致變色裝置包含設置在襯底302上的下透明導體層310、以及設置在下透明導體層310的上表面上的副電致變色層340。電致變色裝置300b進一步包含設置在副電致變色層340的上表面上的離子導體層330、設置在離子導體層330的上表面上的主電致變色層320、設置在主電致變色層320的上表面上的上透明導體層350、以及設置在上透明導體層350的上表面上的抗反射層360。一種制造實施例B中的裝置的方法：噴霧熱解(其通常用于產生顆粒)首先與噴霧中減少的溶劑一起使用以在涂覆有SnO2:F的玻璃襯底上產生V-WO3或TiO2的大晶粒(例如，晶粒尺寸在從約20nm至約400nm的范圍內)。用于WO3的下一噴霧熱解應當包含比正常更多的溶劑，以便誘導噴霧液滴擴散并在粗糙晶粒上平面化以形成相對較平滑的膜。然后將接下來的IC/SEC/TC膜層沉積在頂部上。替代實施例C在本文所描述的另一實施例(實施例C)中，通過利用兩組隔離線，其中用于頂部TC的一些線與用于底部TC的一些線重疊，可以以最小的邊緣泄漏電流廉價地對上部和下部TC層施加匯流條。可替代地，為了增加重疊的機會，可以在與這些頂部隔離線重疊的區域中增加(例如，三倍于)底部隔離線的數量。圖3A-3B分別描繪了電致變色裝置300a和300b，這些電致變色裝置可以通過圖4A-4E中所示的實施例用作電致變色多層疊堆。在一個實施例中，匯流條的施加涉及通過第一圖案化掩模來沉積TC和PEC(或SEC)層。然后可以使用具有比第一圖案化掩模的開口面積更大的開口面積的第二圖案化掩模來沉積IC層。最后使用具有比第一圖案化掩模的開口面積更小的開口面積的第三圖案化掩模來沉積剩余的層。使用這三個掩模以防止上部TC層與下部TC層短路，并且允許將匯流條施加到上部TC層和下部TC層而不短路。該裝置結構是繁瑣的并且制造昂貴的。在另一實施例中，匯流條的施加可以利用單個圖案化掩模和2組隔離線。開始，底部隔離線可以被劃刻到預涂覆有TC層的襯底中，產生2個電隔離區(圖4A)。然后可以通過陰影掩模(圖4B)在這些底部隔離線上方沉積下一個EC層PEC/IC/SEC/TC。接下來，可以施加切穿上部TC層而不切穿下部TC層的頂部隔離線，從而對于上部TC層產生2個電隔離區。最后，可以施加可選的抗反射和保護層以及連接到上部和下部TC層的匯流條(圖4C)。可以通過噴砂、砂輪、激光燒蝕或其他技術來劃刻或以其他方式形成這些隔離線。這些匯流條可以通過絲網、電鍍、超聲波釬焊或其他技術來施加。除了在如圖4C所示的頂部和底部隔離線之間的區域中的邊緣處的泄漏電流以外，形成該裝置結構的過程可以比上述裝置結構更簡單和更具成本效益。根據膜沉積技術并且特別是對于噴霧熱解，由于在邊緣處彼此接觸的多層膜而導致的泄漏電流可以是顯著的。在另一實施例中，可以利用裝置結構來減少這樣的邊緣泄露電流。在第一結構中，頂部隔離與2條短底部隔離線重疊，如圖4D所示。另外，2條短底部隔離線比頂部隔離線寬，以增加重疊的機會或可能性。在第二結構中，2條底部隔離線被增加到6條或更多條緊密間隔的線(盡可能地緊密間隔開)，如圖4E所示，以便增加與頂部隔離線重疊的機會。替代實施例D在本文所描述的另一實施例(實施例D.1)中，EC裝置加工技術包括以下各項：a)可以使用噴霧熱解(SP)過程來將2個、3個或更多個連續層沉積到1個襯底上，從而形成全固態電致變色裝置。通過對2個或更多個連續層使用SP，可以使用相同的設置來進一步降低生產成本。b)連續的SP層在彼此類似的溫度下沉積，例如約100℃內。通過選擇具有類似操作溫度的連續SP沉積過程，避免了均勻改變襯底溫度的困難且耗時的任務。c)在所有SP層沉積之后對其一起進行熱處理。通過選擇具有類似熱處理溫度的連續SP沉積過程，將襯底均勻地加熱到某一溫度的困難且耗時的任務僅需要進行一次。在本文所描述的另一實施例(實施例D.2)中，EC裝置加工技術包括以下各項：a)可以使用SP過程來將2個、3個或更多個連續層沉積到1個襯底上，從而形成整體全固態電致變色裝置。通過對2個或更多個連續層使用SP，可以使用相同的設置來進一步降低生產成本。b)這些連續的SP層是在不同的溫度下進行沉積和熱處理的。雖然可以利用大的溫度變化(加熱和冷卻)，但是在為每層選擇最佳SP過程時具有更大的靈活性。在本文所描述的另一實施例(實施例D.3)中，EC裝置加工技術包括以下各項：a)可以使用SP過程來將2個、3個或更多個連續層沉積到1個襯底上，從而形成全固態電致變色裝置。通過對2個或更多個連續層使用SP，可以使用相同的設置來進一步降低生產成本。b)連續的SP層在彼此類似的溫度下沉積，例如約100℃內。通過選擇具有類似操作溫度的連續SP沉積過程，避免了均勻改變襯底溫度的困難且耗時的任務。c)在每次SP沉積層之后進行分開的熱處理。雖然可以利用更大的溫度變化，但是在為每層選擇最佳熱處理過程時具有更大的靈活性。在本文所描述的另一實施例(實施例D.4)中，EC裝置加工技術包括以下各項：a)可以使用SP過程來將2個、3個或更多個連續層沉積到1個襯底上，從而形成全固態電致變色裝置。通過對2個或更多個連續層使用SP，可以使用相同的設置來進一步降低生產成本。b)這些連續的SP層是在不同的溫度下進行沉積的。雖然可以利用更大的溫度循環，但是在為每層選擇最佳SP過程時具有更大的靈活性。c)在所有SP層沉積之后對其一起進行熱處理。通過選擇具有類似熱處理溫度的連續SP沉積過程，將襯底均勻地加熱到某一溫度的困難且耗時的任務僅需要進行一次。實施方案D.1-D.4的變型包括但不限于以下各項：-Sp過程可以使用基于壓力、靜電、超聲波或其組合的典型霧化器。-通過SP、濺射或其他沉積技術來沉積上部TC層。-通過SP、濺射或其他沉積技術來沉積可選的頂部保護層和/或AR層。可替代地，可以將塑料或玻璃的透明片材附接在所述多層疊堆的頂部上。-這些離子一般是Li+和/或H+。-在SP過程中將這些離子引入到一個或多個層。實施例D.1：將多層PEC/IC/SEC/TC/可選的抗反射層SP沉積到涂覆有下部TC層的玻璃襯底上。第一層：當玻璃由玻璃制造商制造時，以熱解方式沉積下部TC。與玻璃一起銷售的常見TC層是氟摻雜氧化錫(FTO)。還可以通過濺射、熱蒸發或CVD將底部TC沉積到玻璃襯底上。第二層：通過SP來沉積主EC層或副EC層。陰離子電致變色體隨著離子插入而變得更暗。主電致變色材料的若干示例可以包括氧化鎢(如三氧化鎢(WO3))、氧化鉬(如三氧化鉬(MoO3))、氧化鈮(如五氧化二鈮(Nb2O5))、其衍生物或其組合。在一個示例中，WO3的SP沉積過程可以按如下進行。可以通過將WO3粉末溶解在熱氨和蒸餾水中形成前體，使總溶液濃度為約0.2M。將溶液加熱至約90℃，這導致通過以下反應形成鎢酸銨：WO3+2NH3+H2O--(90℃)-->(NH4)2WO4。然后用載氣(如空氣或氮氣)將溶液以熱解方式噴射到涂覆有TC的玻璃襯底上。在噴射過程中，襯底溫度保持在約300℃(+/-100℃)，鎢酸銨通過以下反應以熱解方式分解得到均勻的且無針孔的氧化鎢膜(其厚度為約200nm和約600nm之間)：(NH4)2WO4--(300℃)-->WO3+H2O(氣)+2NH3(氣)。第三層：IC層可以可以通過SP過程來沉積、并且包含諸如Li+、H+、或Na+的陽離子。一些典型的離子導體材料包括二氧化硅、氧化鋁、鋁硅酸鹽、硅酸鋰、鋁硅酸鋰、氧化鉭、氧化鋯，磷酸氧氮化鋰(Li-P-O-N)、其合金、其衍生物、其氧化物、其硅酸鹽或其組合。硅酸鋰的SP沉積過程的示例如下。可以制備包含烷氧基鋰、有機溶劑(如醚、酮、酯、乙醇或烴)、以及四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷的前體溶液。然后可以將所述溶液噴射到加熱至約300℃(+/-100℃)的襯底上。所產生的硅酸鋰膜可以具有在從約5nm至約500nm范圍內的厚度。由于灰塵顆粒可能導致IC層中的針孔，因此可以向噴射溶液中加入表面活性劑。然后可以增大液滴尺寸(或者可以降低襯底溫度)，使得在層沉積過程中襯底表面被溶液的液體薄膜潤濕。一些溶液通過毛細管作用在灰塵顆粒下下沉，導致更好的膜覆蓋率以及針孔尺寸和針孔量的減少。此外，當灰塵顆粒下的溶液蒸發和分解時，所產生的氣體可以使這些顆粒提升，從而允許溶液在污物顆粒下方的額外侵入。在蒸發和分解之后，約0.1wt％(重量百分比)至約10wt％的最終IC層可能含有表面活性劑的殘留物。可選地，在通過噴霧熱解沉積第一IC層之后，可以吹入諸如Ar或N2的惰性氣體橫穿襯底以除去或移動灰塵顆粒。然后還可以通過噴霧熱解在頂部上沉積第二IC層以覆蓋第一IC層中的針孔，因為灰塵顆粒的原始位置已經改變。第四層：通過SP來沉積副(或主)EC層。陽極電致變色體隨著離子插入而變得更透明。一些典型的陽極電致變色體是氧化鎳(如NiO或Ni2O3)、IrO2和普魯士藍(Fe7(CN)18·14H2O)。NiO的SP沉積過程的示例，制備0.25M的Ni(NO3)2·6H2O的醇溶液作為前體。然后將所述溶液噴射到在約300℃(+/-100℃)的溫度下的襯底上，以形成具有在從約100nm至約300nm的范圍內的、例如約150nm的厚度的涂層。如果使用鋰離子Li+，則可以在該階段將它們引入所述多層膜中。這樣做的一種方式是向陽極EC層的前體中加入鋰化合物。另一種方式是將Li+在沉積之后以電化學方式(例如，濕循環)插入陽極EC層中。在電化學過程中必須仔細控制電壓，以防止Li+越過其他EC層、以及不需要的副反應。第五層：TC層可以通過可選的SP或通過其他標準技術(如濺射或蒸發)來沉積。材料可以是銦摻雜氧化錫(ITO)、氟摻雜氧化錫(FTO)、鋁摻雜氧化鋅(AZO)、其氧化物、其衍生物、其摻雜變體、其合金或其組合。透明導體層的表面電阻(Rs)可以是在從約1W/sq(歐姆/平方)至約50W/sq的范圍內。第六層(可選的)：通過可選的SP、或通過另一種薄膜沉積技術(如蒸發、濺射和CVD)來沉積抗反射(AR)保護層。材料可以是以下絕緣且透明的氧化物之一，例如氧化硅(如SiO2)、氧化鋁(如Al2O3)、鋁酸硅、其硅酸鹽、其鋁酸鹽、其氧化物、其衍生物，其摻雜變體、其合金或其組合。層的厚度被選擇成使得其增強整個多層膜的透射(AR效應)，特別是在明度光譜中。在沉積該第六層之前或之后，襯底連同其多層膜一起在真空惰性氣體(如氬氣或空氣)中經受在從約300℃至約700℃的范圍內的溫度下的熱處理，持續在從約10分鐘至約30分鐘的時間周期。在替代實施例中，第六層可以是通過透明膠層壓到疊堆上的保護性透明塑料片(例如，具有在從約10μm至約1,000μm范圍內的厚度)。在一些示例中，如果第六層是保護性透明塑料片，則可以在將塑料片附接到疊堆之前進行整個疊堆的熱處理，以避免熔化所述保護性透明塑料片。對于實施例D.1的制造方法：在本文的所描述的另一實施例中，圖5描繪了用于制造如本文的多個實施例所描述的電致變色裝置(如對于實施例D.1)的設備。如圖5中示意性地示出的，這些襯底可以被清潔并引入到帶載體上，在該帶載體處這些襯底經過不同的區域。在預加熱區域中，這些襯底可以均勻地加熱到所希望的溫度(例如，在該實施例中為300℃)，并且移動到接下來的三個區域，在這三個區域中可以連續地沉積主EC、IC和副EC。然后，這些襯底可以在間歇過程中在涉及沉積后熱處理的進一步加工(圖5中未示出)之前進入冷卻區，以節省時間，并且透明導體和保護和/或抗反射涂層也是如此。可選地，可以將更多的區域引入圖5中的系統以執行這些附加的過程。此外，可選地，可以在這些沉積區中添加加熱區以便保持或改變襯底溫度，特別是對于可以對不同層使用不同熱解溫度的實施例。值得注意的是，上述電致變色裝置制造方法可以特別適用于建筑窗戶的批量生產。一般地，雖然不是不變的，但是建筑窗戶可以具有相對較大的尺寸，例如大于約0.1米并且高達約5米或甚至更大的長度或寬度。通過舉例而非限制的方式，包括本文所述類型的電致變色裝置的建筑窗戶的尺寸(長度和寬度)的實際范圍可以在約2.5米和約3米之間。實施例D.2，對應于解決方案D.2：該實施例D.2的細節與實施例D.1相同，不同之處在于：-SP熱解溫度不再彼此類似，因此在每次層沉積之間使用襯底加熱或冷卻。對于上述實施例1.1中所描述的相同化學溶液，不同的熱解溫度可以是：主ECà約250℃，離子導體à約650℃，副ECà約400℃。-在從約300℃至約700℃范圍內的溫度下進行的最終熱處理在各層沉積之后由可選的單獨熱處理代替，其中每個熱處理溫度經實驗選擇以給出最佳膜特性。實施例D.3，對應于解決方案D.3：該實施例D.3的細節與實施例D.1相同，不同之處在于：-在從約300℃至約700℃范圍內的溫度下進行的最終熱處理在各層沉積之后由可選的單獨熱處理代替，其中每個熱處理溫度經實驗選擇以給出最佳膜特性。實施例D.4，對應于解決方案D.4：該實施例D.4的細節與實施例D.1相同，不同之處在于：-SP熱解溫度不再彼此類似，因此在每次層沉積之間使用襯底加熱或冷卻。對于上述相同化學溶液，不同的熱解溫度現在是：主ECà約250℃，離子導體à約650℃，副ECà約400℃。若干其他替代實施例和示例在一個實施例中，電致變色裝置包括設置在主電致變色(PEC)層和副電致變色(SEC)層之間的IC層，其中IC層包括濃度在約1wt％至約30wt％之間的高溫吸濕材料，包括在IC層、PEC層或SEC層中的一者或多者內。在一個示例中，水被引入并由這些吸濕材料保留。在另一示例中，所述裝置是基于鋰離子的電致變色裝置。在另一示例中，所述裝置是基于質子的電致變色裝置。在另一示例中，IC層包括一種或多種離子導體材料，示例性離子導體材料可以選自氧化鉭、氧化鋯、氧化硼、鋰磷氮氧化物(Li-P-O-N)、硅酸鋰(Li-Si-O)、鋁酸鋰(Li-Al-O)、硅鋁酸鋰(Li-Si-Al-O)、其合金、其水合物、其衍生物或其組合。在另一示例中，離子導體材料選自于氧化硼、氧化鋯、其衍生物或其組合。在另一示例中，IC層包含按重量計濃度在從約0.5％至約30％的范圍內的離子導體材料。在另一示例中，離子導體材料的濃度是在從約1％至約10％的范圍內。在另一示例中，IC層包含水。在另一示例中，IC層包含按重量計濃度在從約0.1％至約30％的范圍內的水。在另一示例中，PEC層或SEC層包含吸濕材料。在另一示例中，所述吸濕材料選自于氧化硼、氧化鋯、其衍生物或其組合。在另一示例中，PEC層或SEC層包含按重量計濃度在從約0.5％至約30％的范圍內的吸濕材料。在另一示例中，吸濕材料的濃度是在從約1％至約10％的范圍內。在另一示例中，PEC層或SEC層包含水。在另一示例中，PEC層或SEC層包含按重量計濃度在從約0.1％至約30％的范圍內的水。在另一實施例中，電致變色裝置包括：電致變色疊堆，其具有設置在PEC層和副電致變色(SEC)層之間的IC層；上導體層和下導體層，其中所述電致變色疊堆被設置在所述上導體層和下導體層之間；疏水保護層，其設置在所述上導體層上以防止水從所述電致變色疊堆逸出。在一個示例中，疏水保護層包含選自于二氧化鋅、氧化鈦、氧化硅、其衍生物、其摻雜變體或其組合的疏水材料。在另一示例中，疏水材料包含疏水聚合物。在另一示例中，上導體層和下導體層是透明的。在另一示例中，疏水材料層的厚度被選擇成使得疏水材料層用作抗反射層。在另一示例中，該方法進一步包括在上導體層上設置抗反射層。在其他示例中，該裝置是電池。在另一示例中，所述電池是基于鋰離子的電池、基于質子的電池、或薄膜電池。在另一實施例中，一種用于制造電致變色裝置的方法包括：在設置于襯底上的PEC層上形成IC層；以及在IC層上形成副電致變色(SEC)層；其中所述IC層、PEC層或SEC層獨立地包括濃度在從約1wt％至約30wt％范圍內的高溫吸濕材料。在另一示例中，該方法進一步包括引導水以便由吸濕材料保持水。在另一示例中，IC層是通過噴霧熱解、溶膠-凝膠沉積、濺射、CVD、電鍍、熱或電子束蒸發來沉積的。在另一示例中，IC層包括選自氧化鉭、氧化鋯、氧化硼、鋰磷氮氧化物(Li-P-O-N)、硅酸鋰(Li-Si-O)、鋁酸鋰(Li-Al-O)、硅鋁酸鋰(Li-Si-Al-O)、其合金、其水合物、其衍生物或其組合的一種或多種離子導體材料。在另一示例中，該方法進一步包括在密封該裝置以供操作之前對所述吸濕材料進行水合。在另一示例中，IC層包含高溫吸濕材料。在另一示例中，PEC層或SEC層也包含吸濕材料。在另一示例中，PEC層或SEC層也包含吸濕材料。在另一實施例中，用于制造電致變色裝置的方法包括：形成電致變色疊堆，其具有位于PEC層和副電致變色(SEC)層之間的IC層；將所述電致變色疊堆設置在上導體層和下導體層之間；在所述上導體層和下導體層上設置疏水材料以防止水從所述電致變色疊堆逸出。在另一示例中，所述疏水材料選自于二氧化鋅、氧化鈦、氧化硅、其衍生物、其摻雜變體或其組合的疏水材料。在另一示例中，疏水材料包含疏水聚合物。在另一實施例中，電致變色材料結構包括第一陰極電致變色體(其在離子插入時變得更透明)和第二陰極電致變色體(其在漂白狀態下具有類似折射率和在著色狀態下具有不同折射率)的大晶粒薄膜混合物。在另一實施例中，電致變色材料結構包括第一陰極電致變色體(其在離子插入時變得更透明)和離子導體(其在漂白狀態下具有類似折射率和在著色狀態下具有不同折射率)的大晶粒薄膜混合物。在另一示例中，陰極電致變色材料包含WO3、MoO3、或Nb2O5。在另一示例中，第一陰極電致變色材料包含晶粒尺寸在從約20nm至約400nm范圍內的晶粒。在另一實施例中，電致變色材料結構包括第一陽極電致變色體(其在離子插入時變得更暗)和第二陽極電致變色體(其在漂白狀態下具有類似折射率和在著色狀態下具有不同折射率)的大晶粒薄膜混合物。在另一實施例中，電致變色材料結構包括第一陽極電致變色體(其在離子插入時變得更暗)和離子導體材料(其在漂白狀態下具有類似折射率和在著色狀態下具有不同折射率)的大晶粒薄膜混合物。在另一示例中，陽極電致變色材料包含NiO、IrO2、或Cr2O3。在另一示例中，陽極電致變色材料包含晶粒尺寸在從約20nm至約400nm范圍內的晶粒。在另一示例中，離子導體材料包括選自氧化鉭、氧化鋯、氧化硼、鋰磷氮氧化物(Li-P-O-N)、硅酸鋰(Li-Si-O)、鋁酸鋰(Li-Al-O)、硅鋁酸鋰(Li-Si-Al-O)、其合金、其水合物、其衍生物或其組合的一種或多種離子導體材料。在另一實施例中，制造電致變色結構的方法包括：在噴霧中使用減少的溶劑進行噴霧熱解，以在涂覆有SnO2:F的玻璃襯底上產生大晶粒的V-WO3或TiO2；以及使用含有比正常溶劑更多的溶劑的WO3進行噴霧熱解，以便誘導噴霧液滴擴散并且使粗糙晶粒平面化以形成相對較平滑的膜。在另一示例中，該方法進一步包括在所述電致變色結構的頂部沉積IC、互補電致變色層和TC的膜層。在另一示例中，大晶粒具有在從約20nm至約400nm范圍內的晶粒尺寸。在另一實施例中，電致變色裝置包括：電致變色疊堆，其具有設置在PEC層和與所述PEC層互補的副電致變色(SEC)層之間的IC層；第一和第二TC層，其中所述電致變色疊堆被設置在所述第一和第二TC層之間，其中所述第一TC層在所述電致變色疊堆的與所述襯底相鄰的底部由一條或多條隔離線劃分成兩個電隔離部分，并且其中所述第二TC層在頂部由一條或多條隔離線劃分成兩個電隔離部分，其中所述第一TC的一些線與所述第二TC的一些線重疊；以及以最小邊緣泄漏電流廉價地施加到第一TC層的第一匯流條和施加到第二TC層的第二匯流條。在另一示例中，在底部的第一TC層中的隔離線的數量增加，其中一個或多個區域與在頂部的第二TC層中的隔離線重疊。在另一示例中，第二TC層中的所述一條或多條隔離線與第一TC層中的2條隔離線重疊。在另一示例中，第一TC層中的2條隔離線被制作得比第二TC層中的隔離線更寬，以提高重疊的機會。在另一示例中，第一TC層中的所述一條或多條底部隔離線包括6條或更多條緊密間隔的線，以提高與頂部隔離線重疊的機會。在另一實施例中，用于使用噴霧熱解制造電致變色裝置的方法包括：通過第一圖案化掩模來沉積第一TC層和電致變色(EC)層；通過具有比所述第一圖案化掩模的開口面積更大的開口面積的第二圖案化掩模來在所述EC層上沉積IC層；通過具有比所述第一圖案化掩模的開口面積更小的開口面積的第三圖案化掩模，在所述EC層上沉積包括與所述第一EC層互補的第二EC層和第二TC層的一個或多個附加層，其中這三個掩模被配置成防止第一TC層與第二TC層短路、并且允許將匯流條施加到第一和第二TC層而不短路。在另一實施例中，一種使用單個圖案化掩模和2組隔離線制造電致變色裝置的方法包括：在預涂覆有第一TC層的襯底中形成多條底部隔離線，以產生2個電隔離部分；通過陰影掩模在所述底部隔離線上方沉積PEC層、IC層、副電致變色(SEC)層以及第二TC層；施加切穿所述第二TC層而不切穿所述第一TC層的頂部隔離線，所述第二TC層創建2個電隔離部分；將第一匯流條連接到所述第一TC層，并且將第二匯流條連接到所述第二TC層。在另一示例中，該方法進一步包括在第一和第二TC層上形成抗反射和保護層。在另一示例中，這些隔離線是通過噴砂、砂輪或激光燒蝕而形成在第一或第二TC層中的。在另一示例中，這些匯流條是通過絲網印刷、電鍍或超聲波釬焊過程施加的。在另一示例性裝置和方法中，使用噴霧熱解來沉積這些層中的至少一層。在另一實施例中，施加到襯底的電致變色裝置包括設置在主電致變色層和副電致變色層之間的離子導體，所有這三個層是在類似的襯底熱解溫度下通過噴霧熱解來沉積的、在這三次沉積之后一起在相同溫度下進行熱處理并且具有多孔結構以增強離子傳導率。在另一實施例中，施加到襯底的電致變色裝置包括設置在主電致變色層和副電致變色層之間的離子導體，所有這三個層是通過噴霧熱解來沉積的并且具有多孔結構以產生更高的離子傳導率。在另一實施例中，施加到襯底的電致變色裝置包括設置在主電致變色層和副電致變色層之間的離子導體，所有這三個層是在類似的襯底熱解溫度下通過噴霧熱解來沉積的并且具有多孔結構以產生更高的離子傳導率。在另一實施例中，施加到襯底的電致變色裝置包括設置在主電致變色層和副電致變色層之間的離子導體，所有這三個層是在類似的襯底熱解溫度下通過噴霧熱解來沉積的、在這三次沉積之后在相同溫度下進行熱處理并且具有多孔結構以產生更高的離子傳導率。在另一示例中，離子導體層具有在從約5nm至約1,000nm范圍內的厚度。在另一示例中，離子導體層具有與其離子傳導率相比低的電子傳導率。通過舉例的方式，如本文所使用的，“低電子傳導率”是指離子傳導率比電子傳導率高至少5倍。在另一示例中，所述IC被配置成傳導鋰離子和/或質子。在另一示例中，在噴霧熱解過程中將這些離子引入到一個或多個層。在另一示例中，這三層中的至少一層主要包括無機氧化物材料。在另一示例中，主電致變色層和副電致變色層中的一者或兩者包括位于其內的鋰離子和/或質子。在另一示例中，這三層被設置在第一和第二透明導體層之間。在另一示例中，這兩個透明導體層中的至少一者是通過噴霧熱解沉積的，以形成5層疊堆。在另一示例中，保護和/或AR頂層被沉積在所述5層疊堆的頂部上。在另一示例中，所述頂層是通過噴霧熱解來沉積的。在另一示例中，噴霧熱解過程使用基于壓力、靜電、超聲波、或其組合的的霧化器。在另一示例中，所有三個層覆蓋襯底上的具有大于0.1米的長度和/或寬度的區域。在另一實施例中，一種用于制造施加到襯底的電致變色裝置的方法，該裝置具有包括主電致變色層和副電致變色層以及設置在它們之間的離子導體的至少三層，所述方法包括：在襯底上沉積所述主電致變色層，在主電致變色層上沉積所述離子導體和副電致變色層，以使得所述離子導體層被設置在所述主電致變色層和所述副電致變色層之間，其中所述主電致變色層、離子導體層和副電致變色層中的兩層或更多層是在類似的襯底熱解溫度下通過噴霧熱解來沉積的；以及在這三次沉積之后將所述兩層或更多層在共同溫度下一起進行熱處理。在另一實施例中，一種用于制造施加到襯底的電致變色裝置的方法，該裝置具有包括主電致變色層和副電致變色層以及設置在它們之間的離子導體的至少三層，所述方法包括：通過噴霧熱解將所述三層中的兩層或更多層沉積在彼此之上。在另一實施例中，一種用于制造施加到襯底的電致變色裝置的方法，該裝置具有包括主電致變色層和副電致變色層以及設置在它們之間的離子導體的至少三層，所述方法包括：通過噴霧熱解在類似的襯底熱解溫度下沉積所述三層中的兩層或更多層。在另一實施例中，一種用于制造施加到襯底的電致變色裝置的方法，該裝置具有包括主電致變色層和副電致變色層以及設置在它們之間的離子導體的至少三層，所述方法包括：通過噴霧熱解在類似的襯底熱解溫度下沉積所述三層中的兩層或更多層；以及在這三次沉積之后將所述兩層或更多層在共同溫度下一起進行熱處理。在另一示例中，離子導體層具有在從約5nm至約1,000nm范圍內的厚度。在另一示例中，離子導體層具有與其離子傳導率相比低的電子傳導率。通過舉例的方式，如本文所使用的，“低”是指離子傳導率比電子傳導率高至少5倍。在另一示例中，所述IC被配置成傳導鋰離子和/或質子。在另一示例中，在噴霧熱解過程中將這些離子引入到一個或多個層。在另一示例中，這三層中的至少一層主要包括無機氧化物材料。在另一示例中，主電致變色層和副電致變色層中的一者或兩者包含鋰離子和/或質子。在另一示例中，在噴霧熱解過程中將這些離子引入到一個或多個層。在另一示例中，這三層被設置在第一和第二透明導體層之間。在另一示例中，這兩個透明導體層中的至少一者是通過噴霧熱解沉積的，以形成5層疊堆。在另一示例中，保護和/或AR頂層被沉積在所述5層疊堆的頂部上。在另一示例中，所述頂層是通過噴霧熱解來沉積的。在另一示例中，噴霧熱解過程使用基于壓力、靜電、超聲波、或其組合的霧化器。在另一示例中，對以高離子傳導率為特征的多孔結構進行噴射熱解和熱處理過程。在另一實施例中，IC包括：IC材料層；以及結合到IC層中的表面活性劑材料。在另一實施例中，一種用于制造IC的方法包括：使用噴霧熱解來沉積第一IC層；將多種表面活性劑添加到用于IC層的噴霧熱解溶液中，以減少最終IC層中針孔的數量和尺寸。在另一實施例中，一種用于制造IC的方法包括：使用噴霧熱解來沉積第一IC層；吹入惰性氣體橫穿第一IC層以從所述第一IC層除去或移動灰塵顆粒；以及使用噴霧熱解在所述第一IC層上沉積第二IC層。在其他實施例中，提供了電致變色材料結構、用于制造電致變色材料結構的方法、電致變色裝置、使用單個圖案化掩模和2組隔離線制造電致變色裝置的方法、施加到襯底的電致變色裝置、用于制造施加到襯底的電致變色裝置的方法以及用于制造IC的方法，其中多層是通過噴涂熱解來沉積在共同的襯底上并且如上所述地在共同溫度下一起退火。此外，提供了單體全固態電致變色疊堆，其中一個或多個或所有的層是平面化層，以減少粗糙度、霧度、針孔、裂紋和電短路。盡管前述內容涉及本發明的實施例，但在不脫離本發明的基本范圍的情況下可以設計本發明的其他的和進一步的實施例，并且本發明的范圍由以下權利要求確定。當前第1頁1 2 3