CN101726956B - 新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子纸器件技术领域，特别是一种自驱动的有机-无机电致变色的电子纸器件的单元模块，其特征在于单元模块设有如下结构：阴极导电玻璃的下导电薄膜上设“口”字形刻蚀区域，在“口”字形外的下导电薄膜上依次设能量存储膜层和太阳能电池光阳极，“口”字形内的下导电薄膜上设电致变色阴极，在刻蚀区域及下导电薄膜四周设封装材料；阳极导电玻璃与阴极导电玻璃上下对称后置于封装材料上固化成“回”字形的内、外腔室；在内腔室的上导电薄膜下依次设电致变色电容层和大颗粒TiO2反射层，在外腔室的上导电薄膜下设Pt薄膜对电极；内、外腔室内分别装有电致变色电解液和太阳能电池电解液。本发明与现有技术相比，工艺简单，成本低廉。
Description
[技术领域]
本发明涉及电子纸器件技术领域，特别是一种自驱动的有机-无机新型电致变色的电子纸器件的单元模块。
[技术背景]
一方面，随着信息技术的迅猛发展，在追求超薄、低功耗的平板显示器的研究中，电致变色显示器(ECD)具有低的驱动电压、超清晰的对比度，宽阔的视角以及优越的记忆效果，成为新型显示器和电子书、电子报纸的研究热点。另一方面，随着世界人口的急剧增加，对能源的需求量也越来越大，太阳能作为一种可再生能源，具有其他能源所不可比拟的优点。20世纪后期发展起来的太阳能光伏电池已经用于人造卫星、信号灯、野外观测站点的电源、广告用电源、光电水泵、家庭供电系统、太阳能汽车/船/飞机、微波通讯中继站电源、手机等领域，展现出巨大的市场应用前景。
生活中的空闲时间，我们需要看一些书籍来提高自己的修养、拓展自己的视野，显然随身携带大量的传统书籍是行不通的，目前大家大部分选择用移动终端来达到这个目的，但对眼睛长时间盯在LCD闪烁的屏幕上会导致眼睛干涩，视力下降等后果，而且目前限于锂离子电池的容量问题，没有足够的电量来支持长时间移动终端的运行。
电致变色(Electrochromic，简称EC)现象是指材料的光学性质随外加电场发生可逆的变化，利用材料的这种性质可将其制成颜色及光线透过率或反射率可调的电致变色器件。传统意义上的电致变色器件被广泛的应用于汽车防眩光后视镜、可控智能窗等。
电致变色材料分为两大类：一类是无机变色材料，也是传统的电致变色器件广泛采用的膜层材料，最典型的如MoO3、V2O5、WO3等，通过控制外界电场使离子和电子同时注入到氧化物薄膜中实现变色，由于要使离子和电子插入到氧化物薄膜的相体中，致使变色响应时间变长，无法应用到显示领域中。另外，制备结晶良好的氧化物薄膜的工艺复杂，需要严格控制其晶型，使无机变色材料很难作为显示器用材料。
另一类为有机电致变色材料，通过有机分子在得失电子后发生不同的颜色变化来实现变色的目的，这些有机分子有：紫精类、吩嗪类、稀土酞菁类、吩噻嗪类等等，这种有机变色材料除了具有高着色密度和对比度外，较之无机变色材料更具有更快的响应速度，可以达到飞秒级。另外，通过化学方法控制有机分子的结构可以实现全彩色的显示。将有机变色分子直接吸附到导电衬底表面，虽然响应时间可以达到毫秒数量级，但是由于着色密度很低，无法使其在变色器件中实用化。
[发明内容]
本发明的目的是设计一种由染料敏化太阳能电池(DSSC)驱动的有机-无机复合型电致变色器件(ECD)模块，在不需要外界电压的条件下靠自身染料敏化光阳极产生的电流进行自供电，着色和褪色时间即响应时间小于1秒，视角接近180℃，无闪烁问题，利用太阳能自供电的电子纸器件，可以实现更大限度的能耗节约，携带方便，并且比起当前的电子书阅读器成本更低，因此具有很大的应用潜力。
为实现上述目的，设计一种新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块，其特征在于单元模块设有如下结构：下玻璃基板上表面覆设作为阴极电极的下导电薄膜构成阴极导电玻璃，在下导电薄膜上设有“口”字结构的环形槽刻蚀区域，“口”字形外的下导电薄膜上覆设能量存储膜层，“口”字形内的下导电薄膜上覆设电致变色阴极，能量存储膜层上覆设太阳能电池光阳极，在刻蚀区域及下导电薄膜上表面四周设有封装材料；上玻璃基板下表面覆设作为阳极电极的上导电薄膜构成阳极导电玻璃，阳极导电玻璃与阴极导电玻璃上下对称后置于封装材料上固化构成“回”字形的内、外腔室；在与电致变色阴极相对应的内腔室的上导电薄膜下表面由上至下依次设有电致变色电容层和大颗粒TiO2反射层，在外腔室的上导电薄膜下表面覆设Pt薄膜对电极；内、外腔室的顶部分别设有贯穿阳极导电玻璃的封装孔，内、外腔室内分别封装有电致变色电解液和太阳能电池电解液；在内腔室的电致变色阴极、外腔室的太阳能电池光阳极上分别设有导线引出腔体外，采用控制开关串联在一起；所述的太阳能电池光阳极、电致变色阴极均采用纳米晶TiO2多孔半导体薄膜。
所述的作为阴极电极的下导电薄膜是采用金属Ag、Al、Cu、Cr或Ni中的任一种，或导电氧化物ZnO:Al、ITO、FTO、SnO2中的任一种材料制备而成的透明导电薄膜；所述的作为阳极电极的上导电薄膜是采用ZnO:Al、ITO、FTO或SnO2中的任一种材料制备而成的透明导电薄膜。
所述的能量存储膜层为WO3薄膜。
所述的纳米晶TiO2多孔半导体薄膜是采用纳米级TiO2浆料丝网印刷成膜，所述的纳米级TiO2浆料是将4g-6g粒径在25nm～30nm的TiO2粉体置于玻璃研钵中，加入6ml含3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇，以及1.0ml乙酰丙酮研磨均匀，当TiO2粉末分散均匀后，再加入20ml 3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇稀释并继续研磨，前后两道研磨工序总共2小时，最后加入0.6mlOP乳化剂而成。
所述的大颗粒TiO2反射层是采用大颗粒TiO2浆料丝网印刷成膜的，所述的大颗粒TiO2浆料是将4g-6g粒径为250nm的TiO2粉体置于玻璃研钵中，加入6ml含3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇，以及1.0ml乙酰丙酮研磨均匀，当TiO2粉末分散均匀后，再加入20ml 3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇稀释并继续研磨，前后两道研磨工序总共持续2小时，最后加入0.6mlOP乳化剂而成。
所述的电致变色电容层采用SnO2:Sb薄膜材料。
所述的太阳能电池电解液包含1mmol LiI，0.05mmol I2，6mmolDMPII，0.5mmol TBP和溶剂3-甲氧基丙腈；所述的电致变色电解液包含0.2M高氯酸锂、0.2M二茂铁和溶剂1，4-丁内酯。
一种新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块的制备方法，其特征在于按权利要求1所述的结构采用如下工艺制备而成：a、制备阴、阳极导电玻璃，然后采用化学刻蚀方法刻蚀下导电薄膜，使下导电薄膜中间形成“口”字形凹槽结构的刻蚀区域，并在阳极导电玻璃上对应内、外腔室的部分分别预先钻一个封装孔；b、制备单元模块阴极：采用恒压电沉积法在“口”字形区域外的下导电薄膜上制备所需厚度的WO3薄膜作为能量存储膜层后，再在WO3薄膜层上和“口”字形内的上导电薄膜上同时丝网印刷纳米晶TiO2多孔半导体薄膜分别作为电致变色阴极和太阳能电池光阳极，形成整个单元模块的阴极；c、制备单元模块阳极：在外腔室的上导电薄膜下表面制备所需厚度的Pt薄膜对电极，在内腔室的上导电薄膜下表面制备作为电致变色电容层的纳米级SnO2:Sb薄膜层，再在电致变色电容层下表面制备大颗粒TiO2反射层，构成整个单元模块的阳极；d、电致变色有机分子合成：将4.5g～5.5g 4’4-联吡啶和15g～20g 2-溴乙基磷酸二己酯加入到60-80ml去离子水中混合，将混合溶液80-90℃回流60～80小时，自然冷却，加入75～85ml浓度为50％的盐酸，50-70℃下继续回流24～30小时，然后将继续回流冷却的混合液旋蒸浓缩至50ml，逐滴加入200ml～350ml异丙醇，同时冰浴搅拌，得到白色浑浊液体，过滤，得白色结晶物，白色结晶物再用0℃异丙醇冲洗，得到白色晶体，即为具有磷酸基基团的有机变色分子，将白色晶体溶于去离子水，制备出0.2mM-0.5mM的2-磷酸乙基-4，4联吡啶溶液，黑暗保存，备用；e、将制得的单元模块阴极以120℃烘干20min，分阶段升温退火，即60分钟内升至300℃，保温20分钟，再升至500℃烧结30分钟，自然冷却至100℃取出，浸入0.5mM的D102染料溶液中，室温浸泡15-20小时，干燥箱中80℃干燥6h后，再将阴极浸入0.2mM-0.5mM的2-磷酸乙基-4，4联吡啶溶液中，室温浸泡24h，取出干燥处保存；f、在电致变色阴极和太阳能电池光阳极分别引出两条导线，与外部控制开关串联在一起；g、在刻蚀区域及下导电薄膜上的四周放置长条状封装材料，并将单元模块阳极放置在封装材料上与单元模块阴极对称后，以120℃加热40分钟进行固化封装，形成具有内外腔室的“回“字形结构；h、真空封装电解液：经封装孔，先封装外腔室的太阳能电池电解液，再封装内腔室的电致变色电解液。
本发明与现有技术相比，电子纸器件的模块设计利用纳米材料比表面积大的特点来吸附有机变色分子，大幅度的提高了着色率，达到了视角宽广，功耗低，响应速度快速，对比度高等作为显示器件必备的要求，并且和染料敏化太阳能电池的光阳极进行了巧妙的集成，成为完全脱离外在电源的自供电的电子纸显示，这些为复合型型电致变色器件实用化铺平了道路；
纳米晶TiO2由于其合适的氧化还原势，在可见光范围内有很高的透过率，较高的反射系数以及无毒、耐光腐蚀、廉价的特点，被广泛应用于染料敏化太阳能电池(DSSC)、光催化、自清洁等领域；染料敏化太阳能电池材料纳米TiO2材料作为光阳极，利用TiO2多孔薄膜吸附染料分子，在可见光照射下，染料被激发，将电子注入到TiO2的导带中完成载流子分离，据报道，DSSC目前的效率已超过11％；
本发明制备工艺比起当前的电子书阅读器简单的多，而且成本更加低廉，此种器件的制备封装流程与当前的LCD流水线基本吻合，无需太大的改动即可实现该器件的实用化，制成的电子纸器件具有对比度高、视角广阔、低功耗、响应速度快、环境友好等优点，是一种非常有前途的电子书显示技术。
[附图说明]
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中下玻璃基板上的连接示意图。
图3为本发明中上玻璃基板下的连接示意图。
指定图1为摘要附图。
参见附图1至图3，1为下玻璃基板；2为下导电薄膜，作为阴极电极；3为电致变色阴极，采用纳米晶TiO2多孔半导体薄膜；4为太阳能电池光阳极；5为能量存储膜层；6为刻蚀区域，为呈“口”字形的凹槽；7为电致变色电容层；8为Pt薄膜对电极；9为封装材料；10为外腔室，封装入太阳能电池电解液；11为内腔室，封装入电致变色电解液；12为大颗粒TiO2反射层；13封装孔，设有2个，分别位于内、外腔室的上玻璃上；14为上玻璃基板；21为上导电薄膜，作为阳极电极；22为导线。
[具体实施方式]
下面结合实例对本发明作进一步说明。
实施例
设计显示模块，准备两块4cm×5cm玻璃基板，预留封装孔，封装孔的半径3mm，具体工艺步骤如下：
一、制备导电玻璃
1、阴极导电玻璃的制备：
下玻璃基板1准备，主要包括下玻璃的切割、抛光、以及清洗；
阴极电极，即下导电薄膜2的制备：可以采用各种成膜手段如丝网印刷、蒸发、磁控溅射、提拉成膜等技术制备在下玻璃基板1上制备下导电薄膜2，可使用的材料包括Ag、Al、Cu、Cr或Ni等金属中的任一种，或ZnO:Al，ITO，FTO，SnO2等导电氧化物中的任一种，本例中采用FTO；
阴极电极图形化：采用常规化学刻蚀技术使，在下导电薄膜2上刻蚀出“口”字形凹槽形成刻蚀区域6。
2、阳极导电玻璃的制备：
上玻璃基板14准备，主要包括上玻璃的切割、抛光、封装孔预留以及清洗；
阳极电极，即上导电薄膜21的制备：在上玻璃基板14下表面采用真空沉积PVD或CVD或丝网印刷等成膜方式制备上导电薄膜，可采用的材料：ZnO:Al，ITO，FTO或SnO2中的任一种。
3、将阴、阳极导电玻璃的清洗：
阴、阳极导电玻璃先用丙酮超声清洗20分钟，后再10％NaOH溶液中浸泡2小时，取出后去离子水冲洗，最后N2吹干，置于异丙醇溶液中备用；
二、制备单元模块阴极
1、采用恒压电沉积法制备作为能量存储膜层5的WO3薄膜：
在“口”字形外的下导电薄膜上采用恒压电沉积法制备所需厚度的WO3薄膜，为环状，所述的恒压电沉积法是将4.5g钨粉和15ml过氧化氢在冰浴中反应20h-24h，将生成物过滤，除去生成的大颗粒和未完全反应的钨粉团聚物，将滤液在50℃～60℃回流10-12h，得到深黄色WO3溶胶，取4mlWO3溶胶与同体积无水乙醇混合均匀，加热至55℃-60℃作为电镀液，采用三电极体系，工作电极为FTO导电玻璃，辅助电极为5cm×5cm Pt片，参比电极为Ag/AgCl/3mol/L KCl，电位-0.45V～-0.6V，恒电位电镀30分钟，得到WO3薄膜，用去离子水冲洗，100℃～120℃下热处理1h，室温晾干密封放置备用，可重复上述工艺，直至达到所需WO3薄膜厚度。
2、太阳能电池光阳极及电致变色阴极预处理：
用40mM～50mM的TiCl4水溶液对阴、阳极导电玻璃进行预处理，以改善导电玻璃表面与TiO2多孔薄膜之间的接触性能，真空干燥箱中75℃保温30-40分钟。
3、制备TiO2浆料：将4g-6g粒径在25nm～30nm的TiO2粉体，该TiO2粉体可采用商用P25，Degussa，25％金红石相，75％锐钛矿相，置于玻璃研钵中，加入6ml含3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇，以及1.0ml乙酰丙酮研磨均匀，当TiO2粉末分散均匀后，再加入20ml3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇稀释并继续研磨，前一步骤的研磨与后一步骤中的继续研磨总共持续2小时，最后加入0.6mlOP乳化剂而成，备用。
4、采用上述制备的TiO2浆料，在WO3薄膜上和“口”字形内的下导电薄膜上采用丝网印刷法制备纳米晶TiO2多孔半导体薄膜分别作为电致变色阴极和太阳能电池光阳极，形成整个单元模块的阴极。
三、制备单元模块阳极
1、制备大颗粒TiO2浆料：将4g～6g 250nm的TiO2粉末置于玻璃研钵中，加入6ml含3％～6％(重量)乙基纤维素的松油醇，以及1.0ml乙酰丙酮研磨均匀，当TiO2粉末分散均匀后，再加入20ml 3％～6％(重量)乙基纤维素的松油醇稀释并继续研磨，前一步骤的研磨与后一步骤中的继续研磨总共持续2小时，最后加入0.6mlOP乳化剂而成，备用。加入OP乳化剂的目的是促进胶体在基片上的均匀分散。
2、在外腔室的上导电薄膜21的下表面采用旋涂法制备所需厚度的Pt对电极8，方法如下：将5×10-3mol/L的氯铂酸-异丙醇溶液用台式匀胶机均匀涂于FTO上导电玻璃基片上，干燥后，马弗炉中400℃烧结10～15分钟，降温至100℃左右取出，冷却至60℃时，进行第二次匀胶，如此重复3次，制得目标厚度的Pt对电极；在内腔室的上导电薄膜21下表面采用纳米级SnO2:Sb浆料以丝网印刷的方法制备SnO2:Sb薄膜层作为电致变色电容层7，制备电致变色电容层7过程中需分阶段升温退火，即60分钟内升至300℃，保温20分钟，再升至500℃烧结30分钟，再在电致变色电容层7下表面将制备的大颗粒TiO2浆料采用丝网印刷法制备成大颗粒TiO2反射层12，构成整个单元模块的阳极。
四、电致变色有机分子的合成
4.5g～5.5g 4’4-联吡啶和15g～20g 2-溴乙基磷酸二己酯加入到60～80ml去离子水中，将混合溶液80-90℃回流60-80小时，自然冷却，加入浓度为50％的盐酸75-85ml，50-70℃下继续回流24-30小时，为了得到反应产物，将回流冷却的混合液旋蒸浓缩至50ml，逐滴加入200ml-350ml异丙醇，同时冰浴搅拌，得到白色浑浊液体，过滤，得白色结晶物，白色结晶物再用0℃异丙醇冲洗，得到白色晶体即为本发明中用到的具有磷酸基基团的有机变色分子，将白色晶体溶于去离子水，制备出0.2mM-0.5mM的2-磷酸乙基-4，4联吡啶溶液，黑暗保存，备用。
五、将上述制备的单元模块阴极以120℃烘干20min，分阶段升温退火，即60分钟内升至300℃，保温20分钟，再升至500℃烧结30分钟自然冷却至100℃取出，浸入0.5mM的D102染料溶液中，室温浸泡15-20小时，同时注意保护中间的电致变色阴极不被D102染料浸到，采用四边分别浸泡的方法，取出于干燥箱中80℃干燥6h后，再将电致变色阴极浸入0.2mM-0.5mM的2-磷酸乙基-4，4’联吡啶溶液中，室温浸泡24h，同时注意保护四周环带形状太阳能电池光阳极不被2-磷酸乙基-4，4’联吡啶溶液浸到，采用滴管单独将2-磷酸乙基-4，4’联吡啶溶液滴到电致变色阴极的方法，取出后干燥处保存备用。
六、在电致变色阴极和太阳能电池光阳极分别引出两条导线，与外部控制开关串联在一起。
七、在“口”字形刻蚀区域6及下导电薄膜上表面的四周放置长条状Surlyn封装材料9，并将单元模块阳极放置在封装材料9上与单元模块阴极对称压紧固定，以120℃加热40分钟进行封装，形成具有内、外腔室10、11的“回”字形结构的单元模块；
八、真空封装电解液：
太阳能电池电解液包含1mmol LiI，0.05mmol I2，6mmol DMPII、0.5mmol TBP和溶剂3-甲氧基丙腈；电致变色电解液包含0.2M高氯酸锂、0.2M二茂铁和溶剂1，4-丁内酯；
将“回”字形结构的单元模块，先用封带封住内腔室上的封装孔后，浸入太阳能电解液中，使太阳能电解液进入外腔室，置于真空干燥箱中，抽真空，30分钟后打开真空干燥箱阀门，电解液在外界空气压力作用下充满外腔室，往复循环2-3次，直至腔体内无明显气泡，用封装材料Surlyn和方形小玻璃片封住3mm的封装孔13；
然后取掉内腔室上的封带，将内腔室上的封装孔浸入电致变色电解液中，用上述同样的方法封装，直至电致变色电解液完全充满作为电致变色腔体的内腔室。
本例中对染料敏化太阳能电池和电致变色器件的结构进行了有效的集成，制备出一种自供电实用化电致变色器件。
本例中涉及到的无机材料是纳米晶TiO2多孔半导体薄膜，通过优化薄膜制备工艺和配方，制备出了多孔纳米薄膜；涉及到的有机材料是紫罗精类有机分子，通过化学有机合成在4，4’-联吡啶分子上嫁接相关基团来实现，并且精确掌握在制备纳米晶TiO2多孔半导体薄膜材料中各组分的配比，实现了高的光电转换效率。
本例中采用表面镀掺F的氧化铟锡(ITO)导电薄膜的玻璃(FTO)，面电阻为15/□。
Claims (8)
1.一种新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块，其特征在于单元模块设有如下结构：下玻璃基板(1)上表面覆设作为阴极电极的下导电薄膜(2)构成阴极导电玻璃，在下导电薄膜(2)上设有“口”字结构的环形槽刻蚀区域(6)，“口”字形外的下导电薄膜上覆设能量存储膜层(5)，“口”字形内的下导电薄膜上覆设电致变色阴极(3)，能量存储膜层(5)上覆设太阳能电池光阳极(4)，在刻蚀区域(6)及下导电薄膜(2)上表面四周设有封装材料(9)；上玻璃基板(14)下表面覆设作为阳极电极的上导电薄膜(21)构成阳极导电玻璃，阳极导电玻璃与阴极导电玻璃上下对称后置于封装材料(9)上固化构成“回”字形的内腔室(11)和外腔室(10)；在与电致变色阴极(3)相对应的内腔室的上导电薄膜下表面由上至下依次设有电致变色电容层(7)和大颗粒TiO2反射层(12)，在外腔室的上导电薄膜下表面覆设Pt薄膜对电极(8)；内、外腔室的顶部分别设有贯穿阳极导电玻璃的封装孔(13)，内、外腔室内分别封装有电致变色电解液和太阳能电池电解液；在内腔室的电致变色阴极、外腔室的太阳能电池光阳极上分别设有导线(22)引出腔体外，采用控制开关串联在一起；所述的太阳能电池光阳极(4)、电致变色阴极(3)均采用纳米晶TiO2多孔半导体薄膜；所述的单元模块阴极以120℃烘干20min，分阶段升温退火，即60分钟内升至300℃，保温20分钟，再升至500℃烧结30分钟自然冷却至100℃取出，浸入0.5mM的D102染料溶液中，室温浸泡15-20小时，同时注意保护中间的电致变色阴极不被D102染料浸到，采用四边分别浸泡的方法，取出于干燥箱中80℃干燥6h后，再将电致变色阴极浸入0.2mM-0.5mM的2-磷酸乙基-4，4’联吡啶溶液中，室温浸泡24h，同时注意保护四周环带形状太阳能电池光阳极不被2-磷酸乙基-4，4’联吡啶溶液浸到，采用滴管单独将2-磷酸乙基-4，4’联吡啶溶液滴到电致变色阴极的方法，取出后干燥处保存。
2.如权利要求1所述的新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块，其特征在于：所述的作为阴极电极的下导电薄膜(2)是采用金属Ag、Al、Cu、Cr或Ni中的任一种材料制备而成的导电薄膜，或导电氧化物ZnO:Al、ITO、FTO、SnO2中的任一种材料制备而成的透明导电薄膜；所述的作为阳极电极的上导电薄膜(21)是采用ZnO:Al、ITO、FTO或SnO2中的任一种材料制备而成的透明导电薄膜。
3.如权利要求1所述的新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块，其特征在于：所述的能量存储膜层(5)为WO3薄膜。
4.如权利要求1所述的新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块，其特征在于：所述的纳米晶TiO2多孔半导体薄膜是采用纳米级TiO2浆料丝网印刷成膜，所述的纳米级TiO2浆料是将4g-6g粒径在25nm～30nm的TiO2粉体置于玻璃研钵中，加入6ml含3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇，以及1.0ml乙酰丙酮研磨均匀，当TiO2粉末分散均匀后，再加入20ml 3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇稀释并继续研磨，前后两道研磨工序总共2小时，最后加入0.6mlOP乳化剂而成。
5.如权利要求1所述的新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块，其特征在于：所述的大颗粒TiO2反射层(12)是采用大颗粒TiO2浆料丝网印刷成膜的，所述的大颗粒TiO2浆料是将4g-6g粒径为250nm的TiO2粉体置于玻璃研钵中，加入6ml含3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇，以及1.0ml乙酰丙酮研磨均匀，当TiO2粉末分散均匀后，再加入20ml 3％-6％(重量)乙基纤维素的松油醇稀释并继续研磨，前后两道研磨工序总共持续2小时，最后加入0.6mlOP乳化剂而成。
6.如权利要求1所述的新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块，其特征在于：所述的电致变色电容层(7)采用纳米级SnO2:Sb薄膜材料。
7.如权利要求1所述的新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块，其特征在于：所述的太阳能电池电解液包含1mmol LiI，0.05mmol I2，6mmol DMPII，0.5mmol TBP和溶剂3-甲氧基丙腈；所述的电致变色电解液包含0.2M高氯酸锂、0.2M二茂铁和溶剂1，4-丁内酯。
8.一种新型太阳能自驱动电子纸器件单元模块的制备方法，其特征在于按权利要求1所述的结构采用如下工艺制备而成：a、制备阴、阳极导电玻璃，然后采用化学刻蚀方法刻蚀下导电薄膜(2)，使下导电薄膜(2)中间形成“口”字形凹槽结构的刻蚀区域(6)，并在阳极导电玻璃上对应内、外腔室的部分分别预先钻一个封装孔(13)；b、制备单元模块阴极：采用恒压电沉积法在“口”字形区域外的下导电薄膜上制备所需厚度的WO3薄膜作为能量存储膜层(5)后，再在WO3薄膜层上和“口”字形内的上导电薄膜上同时丝网印刷纳米晶TiO2多孔半导体薄膜分别作为太阳能电池光阳极(4)和电致变色阴极(3)形成整个单元模块的阴极；c、制备单元模块阳极：在外腔室的上导电薄膜下表面制备所需厚度的Pt薄膜对电极(8)，在内腔室的上导电薄膜下表面制备作为电致变色电容层(7)的纳米级SnO2:Sb薄膜层，再在电致变色电容层(7)下表面制备大颗粒TiO2反射层(12)，构成整个单元模块的阳极；d、电致变色有机分子合成：将4.5g～5.5g 4’4-联吡啶和15g～20g 2-溴乙基磷酸二己酯加入到60-80ml去离子水中混合，将混合溶液80-90℃回流60～80小时，自然冷却，加入75～85ml浓度为50％的盐酸，50-70℃下继续回流24～30小时，然后将继续回流冷却的混合液旋蒸浓缩至50ml，逐滴加入200ml～350ml异丙醇，同时冰浴搅拌，得到白色浑浊液体，过滤，得白色结晶物，白色结晶物再用0℃异丙醇冲洗，得到白色晶体，即为具有磷酸基基团的有机变色分子，将白色晶体溶于去离子水，制备出0.2mM-0.5mM的2-磷酸乙基-4，4联吡啶溶液，黑暗保存，备用；e、将制得的单元模块阴极以120℃烘干20min，分阶段升温退火，即60分钟内升至300℃，保温20分钟，再升至500℃烧结30分钟自然冷却至100℃取出，浸入0.5mM的D102染料溶液中，室温浸泡15-20小时，同时注意保护中间的电致变色阴极不被D102染料浸到，采用四边分别浸泡的方法，取出于干燥箱中80℃干燥6h后，再将电致变色阴极浸入0.2mM-0.5mM的2-磷酸乙基-4，4’联吡啶溶液中，室温浸泡24h，同时注意保护四周环带形状太阳能电池光阳极不被2-磷酸乙基-4，4’联吡啶溶液浸到，采用滴管单独将2-磷酸乙基-4，4’联吡啶溶液滴到电致变色阴极的方法，取出后干燥处保存；f、在电致变色阴极和太阳能电池光阳极分别引出两条导线，与外部控制开关串联在一起；g、在刻蚀区域(6)及下导电薄膜上的四周放置长条状封装材料(9)，并将单元模块阳极放置在封装材料(9)上与单元模块阴极对称后，以120℃加热40分钟进行固化封装，形成具有内外腔室的“回“字形结构；h、真空封装电解液：经封装孔(13)，先封装外腔室的太阳能电池电解液，再封装内腔室的电致变色电解液。
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