隔热装置、隔热膜和隔热用组合物

1.本发明涉及使用吸收红外线的粒子的隔热装置、隔热膜和隔热用组合物。


背景技术：

2.提出了将吸收红外线的粒子(以下有时称为“红外线吸收粒子”)供于隔热用途。例如，专利文献1中公开了包含掺杂了锡的氧化铟锡(ito)粒子和透明树脂的隔热用组合物。专利文献2中公开了包含红外线吸收粒子、二氧化硅粒子和聚合物乳液粒子的隔热用组合物。在专利文献2中，作为构成红外线吸收粒子的材料，除了公开了ito以外，还公开了掺杂了锑的氧化锡(ato)、氧化锌等。包含红外线吸收粒子的隔热用组合物适合于在使入射光的一部分透射的同时抑制流入的热量。将隔热用组合物涂布在玻璃板、树脂膜等基材上而成为隔热膜，与基材一起作为隔热装置使用。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：国际公开第2016/185951号
6.专利文献2：日本特开2011-181636号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的问题
8.包含红外线吸收粒子的隔热用组合物和隔热材料的改良主要着眼于在抑制流入的红外线的同时实现规定的波长区域、特别是可见区的透射率的提高而实施。在专利文献1和2中，也基本上从同样的观点出发，即从改善波长选择性的观点出发，尝试了组合物的改良。
9.本发明从新的观点出发，目的在于对使用红外线吸收粒子的隔热装置进行改良。本发明的另一目的在于提供适合于该隔热装置的隔热膜和隔热用组合物。
10.用于解决问题的方法
11.在使用红外线吸收粒子的现有的隔热装置中，被粒子吸收的能量的一部分通过辐射等热传导而流入到应限制红外线入射的一侧、例如室内侧。
12.本发明人得到了一种新的想法、即抑制被红外线吸收粒子吸收的能量以热量形式被释放到应限制能量流入的一侧，并基于此进行了反复研究，从而完成了本发明。
13.本发明提供一种隔热装置，其是阻隔照射的红外线的至少一部分的隔热装置，其中，
14.具备包含吸收所述红外线而产生电子和空穴的粒子以及从所述粒子接收所述电子或所述空穴的受主的隔热膜，
15.选自所述电子和所述空穴中的电荷载流子的至少一部分被从所述隔热膜释放到所述隔热装置的外部。
16.另外，本发明提供一种隔热膜，其是阻隔照射的红外线的至少一部分的隔热膜，其
中，
17.包含吸收所述红外线而产生电子和空穴粒子以及能够从所述粒子接收所述电子或所述空穴的受主，
18.所述隔热膜i)具备包含所述粒子的电荷产生层和包含所述受主的电荷接收层，所述电荷产生层与所述电荷接收层相互接触；或者
19.ii)为包含所述粒子和所述受主的单层膜。
20.此外，本发明提供一种隔热用组合物，其是用于形成隔热膜的隔热用组合物，其中，
21.包含吸收红外线而产生电子和空穴的粒子以及能够从所述粒子接收所述电子或所述空穴的受主，
22.所述隔热用组合物iii)具有包含所述粒子的第一组合物和包含所述受主的第二组合物；或者
23.iv)为包含所述粒子和所述受主的组合物。
24.发明效果
25.根据本发明，可以提供适合于抑制被红外线吸收粒子吸收的能量以热的形式释放的新型装置。在本发明中，通过吸收红外线而产生的电荷载流子的至少一部分移动到受主，并进一步被释放到装置的外部，从而再结合被抑制，其结果是，热能的释放得到抑制。根据本发明，可以提供适合于该装置的制造的膜和组合物。
附图说明
26.图1a为用于说明在不使用隔热装置的情况下由红外线引起的热吸收体的温度升高的示意图。
27.图1b为用于说明利用以往的装置的隔热的机制的示意图。
28.图1c为用于说明利用以往的另一装置的隔热的机制的示意图。
29.图1d为用于说明利用本发明的装置的隔热的机制的示意图。
30.图2a为将本发明的装置的一个方式的截面与导电部的概况一起示出的图。
31.图2b为用于说明图2a所示的装置中的电荷载流子的释放的例子的图。
32.图3为将本发明的装置的另一个方式的截面与导电部的概况一起示出的图。
33.图4为将本发明的装置的再另一个方式的截面与导电部的概况一起示出的图。
34.图5为将光电转换装置的截面与连接于该装置的电路一起示出的图。
35.图6为将本发明的装置的再另一个方式的截面与导电部的概况一起示出的图。
36.图7为将本发明的装置的再另一个方式的截面与导电部的概况一起示出的图。
37.图8为测定从局域表面等离激元激发起的弛豫时间而得到的结果的一例。
38.图9为观察红外线吸收粒子与受主结合而得到的复合粒子的图(左)以及用于说明在复合粒子中伴随红外线的照射而产生的电荷的分离的图(右)。
39.图10为示出本发明的装置的应用例的图。
40.图11为示出本发明的装置的另一应用例的图。
41.图12为示出本发明的装置的再另一应用例的图。
42.图13为示出本发明的装置的温度变化的一例的图。
43.图14为示出由隔热膜供给的电荷载流子所引起的亚甲蓝的褪色反应的进行所伴随的吸收光谱的强度变化的例子的图。
44.图15为示出使用作为层叠膜(cus/cds)的隔热膜和作为单层混合膜(cus-cds混合膜)的隔热膜测定亚甲蓝的吸收峰强度的经时变化的而得到结果的图。
具体实施方式
45.在本说明书中，“红外线”是指波长为0.7μm～1000μm的电磁波。“半导体”不仅包括通常的半导体，还包括半金属、简并半导体。半金属为具有能带结构的物质，在所述能带结构中，导带的下部与价带的上部由于晶体结构的应变、晶体的层间相互作用等而跨越费米能级而稍微重叠。“简并半导体”为通过对半导体进行掺杂而使费米能级位于导带或价带的物质。“纳米粒子”是指粒子的最小直径小于1μm、例如在0.1nm以上且小于1μm的范围内的粒子。纳米粒子典型地是指粒子的最大尺寸为5μm以下、进一步在3nm～2μm的范围内的粒子。需要说明的是，“最小直径”由通过该粒子的重心的最小尺寸确定，“最大尺寸”由能够设定在该粒子内的最长的线段确定。“官能团”作为也包括卤素原子的术语使用。“电荷载流子”为电子和/或空穴。膜的“主面”为在与膜的厚度方向正交的方向上扩展的膜面。
46.在光电转换装置中，在光电转换部产生的电荷载流子的至少一部分被供给至导电部，所述导电部与该装置一起构成包含逆变器、蓄电装置、电压表和电流表中的至少一者的电路。与此相对，在本发明中，膜中产生的电荷载流子的至少一部分被释放到的外部也可以不相当于与该隔热装置一起构成上述电路的导电部。电荷载流子被释放到的外部可以为除包含逆变器、蓄电装置、电压表和电流表中的至少一者的电路以外。在本发明的一个方式中，隔热装置与除包含逆变器、蓄电装置、电压表和电流表中的至少一者的电路以外的导电部连接，并向该导电部释放电荷载流子的至少一部分。
47.电荷载流子被释放到的外部不限于固体。外部可以包含气体或液体。隔热膜可以具有暴露于气体或液体的主面。与此相对，在光电转换装置中，承担发电功能的光电转换膜的两主面与承担电荷载流子的输送的层相接。
48.电荷载流子被释放到装置的外部的一个方式为向外部的传导，但不限于此。电荷载流子的至少一部分可以通过在装置的表面氧化或还原装置的外部的化学物种而被释放。换言之，电荷载流子的释放过程可以为随着装置的外部的化学物种的氧化或还原而电荷载流子的量减少的过程。该反应典型而言在隔热装置与外部的界面、例如在隔热膜的作为露出面的主面进行。
49.电荷载流子可以仅通过传导、仅通过氧化或还原的反应、或者通过反应与传导的组合而被释放。在本发明的一个方式中，电荷载流子被释放到的外部包含为气体或液体的第一外部和为固体的第二外部，选自电子和空穴中的任意一者的至少一部分通过氧化或还原第一外部的化学物种而被释放，选自电子和空穴中的另一者的至少一部分通过向第二外部的传导而被释放。
50.上述外部可以为可具有地(gnd)电位的固体的导电部。地电位可以为接地电位(earth potential)。外部可以为将被释放的电荷载流子所具有的能量仅转换为焦耳热的电路。电路不需要具备晶体管等有源元件。电路可以仅具有电阻作为无源元件。电阻可以为被设计成具有预定的电阻值的电阻元件，也可以为除此以外的电阻器。电阻器可以是为了
除施加电阻以外的目的而设计的构件。这种构件为例如为了支撑装置而设计的构件。上述电路也可以除了开关元件以外仅具有电阻元件作为元件。
51.从膜释放的电荷载流子的至少一部分例如被释放到具有地电位、特别是接地电位的外部，并且例如其所具有的能量在电阻中仅被转换为焦耳热。
52.隔热装置可以还具备用于将电荷载流子释放到外部的导电部。装置内部的导电部例如可以包含选自导电线和用于与外部的导电部连接的连接端子中的至少一者。隔热装置中所含的导电部可以与外部电连接，所述外部为除包含逆变器、蓄电装置、电压表和电流表中的至少一者的电路以外。
53.导电部可以具有开关元件。开关元件可以为手动元件，也可以为以能够由来自外部的输入信号控制的方式构成的元件。开关元件可以为控制隔热装置与装置外部的电连接的元件。开关元件例如可以通过控制电荷载流子的传导而使来自隔热装置的电荷载流子的释放开始、停止、或者调节其的量。通过调节从隔热装置释放的电荷载流子的量，还可以通过控制电荷载流子的再结合来控制从隔热装置再次辐射的红外线。
54.隔热装置可以具备用于与导电部连接或者与外部的导电部连接的电极。电极可以为被称为透明电极的透光性的电极，也可以为金属电极等非透光性的电极。
55.隔热装置还可以包含非透光性的电极。形成非透光性的电极的区域可以小于红外线入射到装置的受光区域的50％。该比率可以为1％以上且小于50％，进一步为5％以上且小于50％。
56.隔热装置的导电部可以具备从隔热膜接收电荷载流子的电极。另外，导电部可以具备以夹入隔热膜的方式配置的第一电极和第二电极。第一电极和第二电极可以为透光性的电极与非透光性的电极的组合，也可以为透光性的电极的组合，还可以为非透光性的电极的组合。但是，导电部可以仅具备第一电极或第二电极，即，仅具备只与阻隔膜的膜面中的任意一者接触而形成的单个或多个电极。
57.隔热装置还可以包含电阻元件。在电阻元件中，从膜释放的电荷载流子所具有的能量的至少一部分被转换为焦耳热。例如，隔热装置的导电部可以包含被设计成具有规定的电阻值的电阻元件。在此情况下，电荷载流子也可以经由装置内的电阻元件而被释放到装置外。
58.在隔热装置中，隔热膜的波长700nm下的透光率可以为24％以上、25％以上、进一步为30％以上，根据情况也可以为40％以上。隔热膜的波长600nm下的透光率可以为18％以上、20％以上、进一步为30％以上，根据情况也可以为40％以上。
59.隔热装置中，装置中的红外线入射的受光区域的50％以上可以为透光性的透光区域。在透光区域中，可见光的至少一部分发生透射。透光区域的比率可以为50％以上，进一步为70％以上，特别为95％以上。透光区域可以为与红外线一起入射的可见光的至少一部分发生透射的区域。可以在透光区域配置隔热膜。可以在透光区域以外的非透光区域配置连接端子等金属构件、非透光性的电极等。
60.在隔热装置中，隔热膜可以具备包含吸收红外线而产生电子和空穴的粒子的电荷产生层以及包含受主的电荷接收层，电荷产生层与电荷接收层可以相互接触。在本发明的隔热装置中，隔热膜可以为包含上述粒子和受主的单层膜。隔热膜可以直接或隔着其它膜地形成在基材上。其它膜的一个例子为电极、特别是透明电极。
61.隔热装置可以还具备用于固定隔热装置的粘合层。隔热装置可以还具备彼此分离地配置的第一透光性基材和第二透光性基材，在第一透光性基材的第二透光性基材侧的表面和/或第二透光性基材的第一透光性基材侧的表面上配置有隔热膜。
62.吸收红外线而产生电子和空穴的粒子可以包含能够通过局域表面等离激元共振吸收红外线的材料。该粒子可以为无机粒子。
63.以下，参照适当的附图对本发明的实施方式进一步进行说明，但是以下的说明并不是旨在将本发明限定为特定的实施方式。在各附图中，对相同的构件和部件标注相同的符号，并省略重复的说明。在没有明显矛盾的情况下，参照一个附图说明的事项也可以应用于其它附图所示的方式。
64.[利用装置的隔热]
[0065]
如图1a所示，从热源200辐射的红外线400到达热吸收体300，导致热吸收体300的温度升高δto。在图1b中，在热源200与热吸收体300之间配置有具有红外线吸收特性的隔热装置500。隔热装置500使红外线400的一部分透射并吸收其的一部分。隔热装置500能够在一定程度上抑制热吸收体300的温度升高δta(δta＜δto)。但是，由隔热装置500吸收的红外线400从隔热装置500通过辐射等以红外线410的形式被再次辐射，其一部分到达热吸收体300。需要说明的是，红外线也从隔热装置500朝向热源200的方向再次辐射，但是在图1b中省略了朝向热源200的红外线的图示。这一点在图1c和图1d中也是同样的。
[0066]
在图1c中，代替热装置500，配置了增强了装置500的红外线反射特性的隔热装置600。在此情况下，能够进一步抑制热吸收体600的温度升高δtr(δtr＜δta)。但是，由隔热装置600反射的红外线420有时阻碍热源200或包含该热源200的封闭性高的空间中的温度降低。有时设置于封闭性高的空间中的热源200为以工业用炉为代表的人造热源。即使在封闭性差的空间中，强的反射红外线420也有可能对周围的环境产生不期望的影响。这样的红外线420的一个例子为在建筑物的外墙上反射并到达相邻的建筑物的太阳光的反射光。
[0067]
图1d所示的本方式的隔热装置100将吸收的红外线的能量的一部分以电荷载流子的形式排出到外部。因此，抑制了由再次辐射的红外线410引起的热吸收体300的温度升高(δti＜δta)。通过使用隔热装置100，可以在不依赖从装置100反射的红外线的增加的情况下实施红外线的再次辐射的抑制。吸收红外线400的能量的一部分而产生的电荷载流子的至少一部分例如通过向外部的导电部的传导而被释放。作为电荷载流子的能量的释放与利用反射光的释放不同，能够容易地控制释放目的地。如上所述，电荷载流子例如还可以通过在隔热装置100的表面参与化学反应来释放。
[0068]
[装置的结构]
[0069]
在图2a所示的方式中，隔热装置101具备基材5和形成在基材5上的隔热膜10。隔热膜10的主面中的一个为露出面，与外部的气体接触。隔热膜10包含吸收入射的红外线而产生电子和空穴的红外线吸收粒子以及能够从红外线吸收粒子接收作为电荷载流子的电子或空穴的受主。隔热装置101具备以与隔热膜10的一部分接触的方式配置的电极8。电极8形成在隔热膜10的表面的周缘部上。电极8例如为金属膜，实质上为非透光性，但也可以为具有透光性的膜。导电部11的一端与电极8连接。导电部11的另一端与电荷载流子的释放目的地19连接。释放目的地19为存在于装置外的电荷接收部。导电部11在电极8与释放目的地19之间具有开关元件12。
[0070]
参考图2b对图2a的方式中的电荷载流子的释放的一例进行说明。在该例子中，隔热膜10中产生的电子在隔热膜10的主面还原外部的化学物种70，其结果是，被从隔热装置101释放。在该例子中，隔热膜10作为光催化剂发挥作用，促进化学物种70的反应。另一方面，空穴通过电极8和导电部11而被导出到释放目的地19。然而，图2b所示的电荷载流子的释放只不过为释放的诸多方式中的一例。电荷载流子的释放可以通过伴随着电荷载流子对外部的化学物种的氧化还原的化学反应、电荷载流子向外部的导出、或者它们的组合来进行。外部的化学物种的氧化等反应可以伴随着该化学物种的分解、改性。
[0071]
释放目的地19可以为地线，特别是可以为接地线，但是，只要其能够提供规定的电位则也可以不是接地线。规定的电位可以为地电位，也可以为接地电位。释放目的地19例如可以为窗的框体，也可以为汽车的车体。它们即使在没有接地的情况下也能够作为地线充分地发挥功能。根据开关元件12的开闭，电极8与例如作为地线的释放目的地19断开或连接。开关元件12可以为手动元件，也可以为能够由省略图示的开关控制部(控制器)控制其开闭的元件。需要说明的是，开关元件12不是必须的。在不存在开关元件12的情况下，电极8经由导电部11与释放目的地19直接连接，其电位例如被固定为接地电位。
[0072]
导电部11例如为导电线，但是不限于此，可以为导电性胶粘剂、焊料、导电性构件等，也可以由其中的多个构成。导电性胶粘剂和焊料例如为了将导电线固定至电极而使用。导电性构件例如可以为将导电线与电极连接的连接端子，也可以为用于固定整个装置的构件。将导电线与电极接合的连接端子例如可以为用于向车辆用玻璃的天线供电的公知的端子。在日本特开2001-313513号公报、日本特开2000-151247号公报等中公开了这样的连接端子。连接端子例如可以仅通过物理地压入外部的导电线而与隔热装置101电连接。作为用于固定整个装置的构件，可以例示用于将装置设置在窗框内而支承装置的周缘部的构件。
[0073]
导电部11可以预先设置于隔热装置101，也可以设置在隔热装置101的外部。预先设置于隔热装置101的导电部可以与外部的导电部连接而构成导电部11整体。
[0074]
隔热装置101具有能够接收包含红外线的入射光50的受光区域。入射光50的光源可以为太阳或人造光源。人造光源包含高温的热源、例如高温炉。受光区域包含入射光50中所含的可见光的至少一部分发生透射的透光区域41和入射光50中所含的可见光实质上不发生透射的非透光区域42。在隔热装置101的非透光区域42中，由金属构成的电极8遮挡入射光50的透射。整个受光区域中的透光区域41的比率可以为50％以上、70％以上、进一步为90％以上。透光区域41中的可见光透射率例如为20％以上，进一步为30％以上。
[0075]
在隔热装置101中，由于基材5是透光性的，因此存在透光区域41。在基材5为非透光性的情况下，受光区域的整个区域成为非透光区域42。在此情况下，装置101以隔热膜10位于比基材5更靠近入射光的入射侧的方式配置。但是，在此情况下，也优选配置在光入射侧的非透光性的电极8仅形成在受光区域所限制的范围内、具体而言形成在小于受光区域的50％、小于受光区域的30％、进一步小于受光区域的10％的区域。形成非透光性的电极8的区域可以为受光区域的1％以上、3％以上、进一步5％以上。
[0076]
如图3和图4所示，隔热装置102和103可以代替电极8而具备透明电极3或者具备电极8和透明电极3。在图3所示的隔热装置102中，在隔热膜10与透光性的基材5之间形成有透明电极3。透明电极3的表面的一部分成为未被隔热膜10覆盖的露出区域31。露出区域31被用作与导电部11的连接区域。透明电极3与导电部11的连接与电极8与导电部11的连接同样
地实施即可。
[0077]
隔热装置101和102通过开关元件12与释放目的地19连接。与此相对，隔热装置103构成具有电阻13的电路20的一部分。从另一个方面来说，在隔热装置103的外部存在构成电路20的一部分的导电部。电阻13可以为被设计成显示规定的电阻值的无源元件，也可以为没有被设计成无源元件的电阻器。在电阻13存在于装置外的情况下，将隔热装置103的两个导电部11分别与电阻13的端部连接而构成电路20。
[0078]
如图所示，电路20可以不与逆变器和蓄电装置中的任意一者连接。电路20可以不连接作为电流表和/电压表发挥功能的测定设备。电路20也可以不包含电源。导电部11也同样。换言之，电荷载流子在不经由逆变器、蓄电装置、电流表和电压表中的任意一者的情况下被释放到释放目的地19或者在电阻13中被转换为热能。
[0079]
在隔热装置101、102和103中，隔热膜101具有暴露于外部的主面。露出的主面可以是其面积的50％以上、进一步70％以上露出于外部。露出的主面所接触的外部可以为气相，也可以为液相。
[0080]
在隔热装置101和102中，在隔热膜10内产生的电荷载流子可以通过参与化学反应而被释放到外部、或者经由电极3或电极8和导电部11而被释放到外部的释放目的地19。通过该释放，在装置内再结合的电子和空穴的量大幅减少。再结合的抑制带来从装置再次辐射的热量的抑制，换言之，带来装置本身的温度升高的抑制。需要说明的是，在隔热装置103中，在隔热膜10内产生的电荷在装置外部的电阻13中再结合而产生焦耳热。但是，在此情况下，在装置内再结合的电子和空穴的量也大幅减少，从装置103本身释放的热量被抑制。
[0081]
因此，与直接吸收红外线的以往的隔热膜相比，在隔热装置101、102和103中，以红外线形式再次辐射的热被抑制。例如，通过将隔热装置用于建筑材料，能够抑制建筑物、道路等的加热，能够有助于减少所谓的热岛现象。隔热装置也可以用于抑制释放红外线的led显示器等电子设备的加热、释放红外线的前灯等光源的加热。在这些发光体中，也能够抑制发光效率的降低。隔热装置还可以含有包含红外区的光的光源。
[0082]
虽然为了说明电荷释放的方式而在图2a～图4中进行了简化，但是隔热装置101～103可以还包含未图示的构件。例如，隔热装置101和102可以包含彼此分离地配置在隔热膜10上的2个以上电极8，也可以经由2个以上导电部11而与2个以上释放目的地19连接。隔热装置103也是同样的。
[0083]
在此，参照图5对一般的光电转换装置进行说明。与光电转换装置110连接的电路120中，充放电控制器115、逆变器118和负载113经由导电线111彼此连接，控制器115进一步与蓄电池116连接。需要说明的是，在电路120中，将装置的113、115、116和118之间的布线简化而用单线表示。如果负载113为直流负载，则不需要逆变器118，但是在此情况下也配置蓄电池116。在将电路120连接到面向电力公司的电力系统的情况下，可以省略蓄电池116，但是在光电转换装置110与电力系统之间需要具备逆变器功能的功率调节器。与上述例示的电路20不同，在电路120中配置逆变器和蓄电装置中的至少一者。在实验室内，为了掌握光电转换装置的特性，在光电转换装置上也连接电压表等测定设备。与上述例示的隔热装置不同，光电转换装置与逆变器、蓄电装置、电压表和电流表中的至少一者连接。
[0084]
光电转换装置110在透光性基材155上依次具有透明电极153、电子输送层157、发电层151、空穴输送层159、背面电极158。背面电极158也是反射层，所述反射层用于提取电
流并将入射光150的一部分限制在装置内。因此，与隔热装置101～103不同，为了提高光电转换效率，在光电转换装置110中，通常两个电极155和158实质上形成在其整个区域，透光区域不存在，或者即使存在也为非常有限的范围。另外，与可以仅具备单层的电极3或电极8的隔热装置不同(参照图2a和图3)，在光电转换装置110中，需要被分成多个层并夹持发电层151的电极153和电极158。
[0085]
在光电转换装置110中，发电层151的两个主面的整体被邻接的层157和159覆盖，不露出于外部。
[0086]
如上所述，可以理解，隔热装置101～103具有作为红外线吸收膜的隔热膜10，也可以以使选自由下述v)和vi)组成的组中的至少一个成立的方式与装置的外部连接。
[0087]
从这些实施方式考虑，可以掌握一种红外线吸收装置的作为隔热装置的使用方法，所述红外线吸收装置具备包含吸收红外线而产生电子和空穴的粒子以及从上述粒子接收电子或空穴的受主的红外线吸收膜，所述使用方法中，以使选自下述v)～vii)中的至少一个成立的方式配置上述红外线吸收装置。
[0088]
v)选自通过红外线的照射而在上述红外线吸收膜中产生的上述电子和上述空穴中的电荷载流子的至少一部分通过氧化或还原上述红外线吸收装置的外部的化学物种而被释放，上述红外线吸收装置的外部与上述红外线吸收膜的主面接触并且为气相或液相。
[0089]
vi)通过红外线的照射而在上述红外线吸收膜中产生的上述电子和上述空穴的至少一部分在上述红外线装置的外部再结合，上述红外线装置的外部为除包含逆变器、蓄电装置、电压表和电流表中的至少一者的电路以外。
[0090]
vii)选自通过红外线的照射而在上述红外线吸收膜中产生的上述电子和上述空穴中的电荷载流子的至少一部分被释放到具有地电位的上述红外线装置的外部。
[0091]
但是，如上所述，装置本身可以具有电阻元件。在此情况下，在vi)中，电子和空穴不仅在装置外部而且在装置内部也再结合，产生焦耳热。在vi)中，装置的外部不具备逆变器、蓄电装置、电压表和电流表中的任意一者。
[0092]
返回到图2a、图2b、图3和图4，对开关元件12的开闭与再次辐射的关系进行说明。如果关闭开关元件12，则在装置101～103内再结合的电子和空穴的量大幅减少，从装置101～103再次辐射的热量被抑制。如果打开开关元件12，则被释放到外部的电荷的量减少，随之隔热膜10的温度升高，并且从隔热膜10释放的热量也增加。在将隔热装置用作窗的情况下，可能发生在夏季应抑制从室外入射的热量的情况。在此情况下，关闭开关元件102是适当的。另一方面，存在在冬季等不希望热从室内向室外散失的情况。在此情况下，保持打开开关元件102是适当的。开关元件102可以以手动使其动作，也可以由控制器自动地控制开闭。可以向控制器输入例如由室内外的温度传感器检测到的温度、由室外的光传感器检测到的光强度等。
[0093]
隔热膜10可以为单层膜，也可以为由多个层构成的多层膜。在图6和图7中示出了具备多层隔热膜的隔热装置的一例。在隔热装置105和106中，隔热膜10具有电荷产生层1和电荷接收层2。电荷产生层1含有吸收红外线而产生电子和空穴的粒子。电荷接收层2包含能够从粒子接收电子或空穴的受主。电荷产生层1和电荷接收层2的位置可以与图示相反。需要说明的是，图6中示出释放目的地19为地线的例子。
[0094]
如图6和图7所示，隔热装置可以仅包含单一的电荷接收层，也可以包含2个以上电
荷接收层。在后者的情况下，可以夹着电荷产生层在一侧配置接收电子的电荷接收层、在另一侧配置接收空穴的电荷接收层。但是，隔热装置即使仅具备接收电子或空穴的单一的电荷接收层，也能够充分地发挥功能。另外，虽然未图示，但是，隔热装置也可以为在图2a所示的结构中在不具备电极8的情况下将隔热膜10与导电部11直接连接的结构。另外，隔热装置也可以在隔热膜与电极之间具备电子输送层或空穴输送层。电子或空穴的输送层例如配置在电荷接收层与透明电极、金属电极等电极之间。
[0095]
[隔热膜]
[0096]
以下，对能够构成隔热膜的材料和层进行说明。
[0097]
(红外线吸收粒子)
[0098]
红外线吸收粒子只要是吸收红外线而产生电子和空穴的粒子，就没有特别限制。红外线吸收粒子可以以费米能级的载流子为基础产生比其能量更高的载流子。红外线吸收粒子可以含有的红外线吸收材料如下所述。
[0099]
红外线吸收材料可以含有选自由氧化物、磷化物、硫化物、硒化物和碲化物组成的组中的至少一种，也可以含有选自由硫化物、硒化物和碲化物组成的组中的至少一种。但是，例如在要求耐热性等耐久性的用途中，通常包含氧化物的材料是合适的。红外线吸收材料可以为半导体，也可以进行了掺杂。作为掺杂，可以例示不同元素的掺杂、自掺杂、缺陷的掺杂等。
[0100]
红外线吸收材料优选为如上所述的无机材料。这样的红外线吸收粒子适合于在吸收大量的红外线而使隔热膜达到高温的用途中使用。需要说明的是，如上所述，红外线吸收粒子只要是吸收红外线而产生电子和空穴的粒子，就没有特别限制，不限于无机粒子。
[0101]
红外线吸收材料可以包含透明导电氧化物。作为透明导电性氧化物，可以列举锡掺杂氧化铟(ito)、铝掺杂氧化铟、铈掺杂氧化铟、铝掺杂氧化锌、镓掺杂氧化锌、铟掺杂氧化锌、铟掺杂氧化镉、氟铟掺杂氧化镉、氟掺杂氧化镉、氯掺杂氧化镉、溴掺杂氧化镉、铯掺杂氧化钼、锑掺杂氧化锡(ato)、氟掺杂氧化锡(fto)、氧化钛、氧化镓、氧化钒。
[0102]
红外线吸收材料可以含有选自由硫化铜、磷化铜、碲化铜、硒化铜、氧化钌、氧化铼、氧化钼、氧化钨、钨青铜和铜铁矿(delafossite)型铜氧化物组成的组中的至少一种，也可以含有硫化铜和/或氧化钨。
[0103]
作为硫化铜，可以例示由cus或cu
2-x
s(0＜x＜1)表示的硫化铜，作为磷化铜，可以例示由cu
3-x
p(0＜x＜1)或cup表示的磷化铜，作为碲化铜，可以例示由cute或cu
2-x
te(0＜x＜1)表示的碲化铜，作为硒化铜，可以例示由cuse或cu
2-x
se(0＜x＜1)表示的硒化铜。
[0104]
作为氧化钌，可以例示由ruo2或ruo
2-x
(0＜x＜1)表示的氧化钌，作为氧化铼，可以例示由reo2或reo
2-x
(0＜x＜1)表示的氧化铼，作为氧化钼，可以例示由moo3或moo
3-x
(0＜x＜1)表示的氧化钼，作为氧化钨，可以例示wo3或wo
3-x
(0＜x＜1)表示的氧化钨。
[0105]
钨青铜为碱金属等其他金属原子以非化学计量比侵入氧化钨中而得到的非化学计量化合物，具体而言，可以例示csxwo3(0＜x＜1；cwo)、liwo3、licswo3、lirbwo3和likwo3。作为铜铁矿型氧化铜，可以例示cualo2、cugao2和cucro2。
[0106]
红外线吸收粒子可以含有能够通过局域表面等离激元共振吸收红外线的材料(以下，有时称为“lspr-ir吸收材料”)。lspr-ir吸收材料中的lspr的存在例如可以通过明确在改变周围的介质的折射率时吸收峰的波长变化为线性的方法来确定。lspr-ir吸收材料可
以为半导体。但是，lspr-ir材料在红外吸收性粒子中不是必须的。
[0107]
lspr-ir吸收材料可以为从局域表面等离激元激发起的弛豫时间能够为1ns以上的材料。具有该特性的材料例如为选自由硫化铜、硒化铜和氧化钨铯(cwo)组成的组中的至少一种。但是，不限于这些材料，可以通过时间分辨瞬态吸收光谱法测定从局域表面等离激元激发起的弛豫时间来选择适当的材料。
[0108]
在图8中示出通过时间分辨瞬态吸收光谱法测定从局域表面等离激元激发起的弛豫时间而得到的结果的一例。在图8中示出了在局域表面等离激元激发后的2.5纳秒(ns)后、6ns后和12.5ns后的吸收光谱。在图8所示的吸收光谱中，能够在近红外区确认到由局域表面等离激元激发引起的漂白(负信号)。在图8所示的例子中，即使在2.5ns后、6ns后、进一步在12.5ns后，负信号也不消失，因此弛豫时间至少为10ns以上。无论泵浦光的波长和强度如何，能够在lspr激发之后表现出如此长的活性载流子的弛豫时间的材料适合作为lspr-ir吸收材料。需要说明的是，时间分辨瞬态吸收光谱法可以应用直接测定现象的整个时间的直接法。
[0109]
需要说明的是，在图8中示出了硫化铜的测定结果。该测定通过泵浦探针法实施，所述泵浦探针法使用硫化铜的氯仿溶液作为试样，使用波长1064nm的皮秒激光作为泵浦光，使用超连续光源作为探针光。激光和探针光的详细情况如下所述。
[0110]
皮秒激光(ekspla公司制“pl2210a”，重复频率1khz，脉冲宽度25ps，脉冲能量0.9mj(波长1064nm))
[0111]
超连续光源(fianium公司制“sc450”，重复频率20mhz，脉冲宽度50～100ps)
[0112]
但是，该条件为一例，在从局域表面等离激元激发起的弛豫时间的测定中，可以设定与作为对象的材料对应的适当的条件。
[0113]
(受主)
[0114]
关于受主，只要能够从红外线吸收粒子接收电子或空穴，则其种类没有特别限制。受主中所含的受主材料可以根据红外线吸收粒子中所含的红外线吸收材料来适当选择。在红外线吸收材料为硫化铜的情况下，受主可以包含硫化镉。在红外线吸收材料为掺杂铯的氧化钨的情况下，受主可以包含例如选自氧化锌、氧化钛、氧化锡和氧化镓中的至少一种。在红外材料为ito的情况下，受主可以包含氧化锡。受主可以以粒子的形式含有，也可以以形成层的形式含有。受主可以包含在与红外线吸收粒子相同的层中，也可以包含在邻接的层中。另外，受主可以为具有导电性的有机材料，例如可以为石墨烯、碳纳米管、石墨、类金刚石碳。
[0115]
(复合粒子)
[0116]
红外吸收性粒子和受主可以为相互结合而一体化的复合粒子。将复合粒子的一例示于图9中。该复合粒子为在ito粒子的周围附着有氧化锡(sno2)粒子的复合粒子。两种粒子可以物理地结合，也可以化学地结合。如图9右图所示，通过红外线(图中“辐射热”)产生的空穴和电子是指，电子向作为受主的sno2粒子移动，与残留于ito粒子的空穴彼此分离。使用复合粒子带来的电荷分离对于再结合的抑制和电荷载流子的有效释放是有利的。
[0117]
(粘结剂)
[0118]
阻隔膜可以包含粘结剂。粘结剂能够赋予挠性等优选的特性。另外，粘结剂可以夹入红外线吸收粒子等粒子之间，从而能够赋予膜或层优选的特性。
[0119]
粘结剂可以含有能够与粒子结合的官能团，例如可以含有选自氟(f)、氯(cl)、溴(br)、碘(i)、氰根(cn)、硫氰酸根(scn)、异硫氰酸根(ncs)、氢氧根(oh)、巯基(sh)、羰基(co)、氨基(nr3)、亚硝酰基(no)、亚硝酸基(no2)、磷烷(pr3)、碳烯(r2c)和吡啶(nc5h5)中的至少一种。官能团可以为以阴离子、即例如f-等形式与纳米粒子结合的阴离子性官能团。在此，r各自独立地为任意的有机基团或氢原子。如由上述例示可以理解的那样，能够与粒子结合的官能团可以为金属原子或能够作为阴离子的配体发挥功能的其它的官能团。
[0120]
粘结剂可以为无机化合物，也可以为有机化合物。粘结剂可以为包含上述例示的官能团或由官能团构成的离子，也可以为由该离子及其抗衡离子构成的盐。粘结剂可以为以肼(h2nnh2)、乙二胺(h2nch2ch2nh2)、1,2-乙二硫醇(hsch2ch2sh、edt)、巯基丙酸(hsch2ch2cooh)、乙酰丙酮(h3ccochcoch3)、氨基苄腈(nh2c6h4cn)等为代表的具有多个上述官能团的化合物。
[0121]
粘结剂优选包含例如分子量为280以下、进一步为250以下、优选为200以下、更优选为100以下、进一步优选为80以下、根据情况小于65的化合物。分子量的下限没有特别限制，例如为20以上，进一步为30以上。分子量不太大的粘结剂的使用适合于将纳米粒子的间隔控制在狭小的范围、将电阻可变部的电阻、红外线吸收特性等控制在适当的范围。
[0122]
粘结剂的量可以根据其种类适当调节，通过粘结剂的质量相对于粒子和粘结剂的合计量的比率来表示，例如可以为1％以上，进一步可以为2％以上，特别可以为3％以上，根据情况可以为5％以上，优选为8％以上。该含量的上限没有特别限制，为30％以下，进一步为20％以下。
[0123]
上述粘结剂适合于与粒子配位或附着。粘结剂可以为除这样的附着性的化合物以外的材料。作为这样的化合物，例如可以列举各种树脂、具体而言为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、丙烯酸类树脂、聚乙酸乙烯酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等。此外，根据成膜方面的必要性、用途等，可以使用有机溶剂、导电性高分子、导电性粒子、ph调节剂、着色剂、增稠剂、表面活性剂等。
[0124]
包含红外吸收性粒子和粘结剂的膜或层可以使用隔热用组合物通过喷雾、浸渍等形成。此时，上述粘结剂可以通过配体交换配位于粒子。该液相成膜法适合于装置制造的效率化和大型化。该方法与使用柔性树脂基板的柔性装置的制作的适应性也良好。但是不限于此，隔热膜和构成其的层也可以通过溅射等其它气相成膜法形成。
[0125]
另外，粘结剂可以通过激光处理等实施改性处理而以作为受主发挥功能的形式构成。
[0126]
(隔热膜)
[0127]
如上所述，隔热膜例如包含吸收红外线而产生电子和空穴的红外线吸收粒子以及能够从粒子接收电子或空穴的受主。隔热膜i)具备包含上述粒子的电荷产生层和包含上述受主的电荷接收层，电荷产生层与电荷接收层相互接触、或者ii为)包含上述粒子和上述受主的单层膜。如上所述，隔热膜形成为包含红外线吸收粒子、受主和粘结剂的单层膜或多层膜。另外，ii)包含上述粒子和上述受主的单层膜形成为iia)将上述粒子和上述受主简单地混合并成膜的混合膜、或者iib)通过相互结合、更具体而言相互化学或物理地结合而一体化的包含上述粒子和上述受主的膜。
[0128]
隔热膜的波长700nm下的透光率可以为25％以上，进一步可以为30％以上，特别可
以为50％以上。
[0129]
(隔热用组合物)
[0130]
用于形成隔热膜的隔热用组合物可以根据隔热膜的构成和材料而制备为单液型或多液型。隔热用组合物例如包含吸收红外线而产生电子和空穴的红外线吸收粒子以及能够从粒子接收电子或空穴的受主。隔热用组合物iii)具有包含上述粒子的第一组合物和包含上述受主的第二组合物、或者iv)为包含上述粒子和上述受主的组合物。另外，iv)包含上述粒子和上述受主的组合物为iva)将上述粒子和上述受主简单混合而得到的混合物、或者ivb)上述粒子与上述受主通过相互结合、更具体而言化学或物理地结合而一体化而得到的组合物。在任意情况下，粘结剂可以制备为另外的组合物、即例如第三组合物。
[0131]
[基材]
[0132]
只要能够支撑阻隔膜，则基材的形状和材料就没有限制。阻隔膜可以为透光性，也可以为非透光性。透光性的基材可以为玻璃板、树脂板或树脂膜。
[0133]
[应用例]
[0134]
参照图10～图12对实际产品的应用例进行说明。图10所示的多层玻璃具备隔开配置的一对玻璃板15和25，在一个玻璃板15的中间层40侧的表面形成有隔热膜10。中间层40例如为被与外部阻隔的空气层。中间层40可以被减压，也可以为封入有非活性气体的层。玻璃板15和25可以为树脂板。
[0135]
图11所示的隔热片具有透光性的树脂片35和隔热膜10，还具有覆盖隔热膜10的粘合层30。树脂片35可以为柔性片。粘合层30是为了将隔热片粘贴到其它的基材上而形成的。在图12中示出将粘合层30粘贴在玻璃板15上的状态。该应用例的优点在于，能够简便地将隔热膜固定在所期望的位置上。
[0136]
在图10～图12中示出了使用透光性的基材的例子，但是本发明也可以适用于非透光性的基材。另外，所使用的部位也不限于配置多层玻璃的开口部。例如，被加热到约1000℃以上的高温并释放出大量红外线的工业用炉的周围的隔壁为希望配置上述隔热膜的部位之一。在达到这样的高温的部位形成隔热膜也可以通过涂布上述隔热用组合物来实施。
[0137]
以下，通过实施例进一步说明本发明，但是以下的说明也并不旨在将本发明限定于特定的例子。
[0138]
(实施例1)
[0139]
使用溶胶-凝胶法在作为预先形成了ito膜作为透明电极的玻璃板的ito基板上制作氧化锡膜，通过rf溅射法在其上制作厚度为500nm的cds层。
[0140]
接着，制备用于形成包含cus纳米粒子的电荷产生层的溶液。将0.246g的乙酸铜和20ml的油胺加入到三口烧瓶a中，在搅拌的同时进行抽真空。接着，使用油浴加热烧瓶a，使液温升高至160℃，在该状态下保持1小时。将升温速度设定为8℃/分钟。另一方面，将0.096g的硫和30ml的1-十八烯投入到另外的三口烧瓶b中，在搅拌的同时，反复进行抽真空和利用氮气的气氛置换，然后使氮气流入，保持氮气气氛。接着，使用油浴加热烧瓶b，使液温升高至160℃，使硫溶解。将升温速度设定为5℃/分钟。将烧瓶b放置1小时，然后使氮气流入，保持氮气气氛。
[0141]
将烧瓶a的内容物转移至离心分离管中，使用注射器将烧瓶b的内容物投入到离心管中，并保持10分钟。然后，切断加热器，在液温下降到40℃，然后向离心分离管中投入约
30ml的己烷。接着，目视确认所生成的固体物质已溶解，然后投入30ml的乙醇，以2000rpm的转速实施5分钟离心操作，采集沉淀物。接着，将沉淀物溶解于5ml的辛烷中，然后再次投入30ml的乙醇，再次以2000rpm的转速实施5分钟的离心操作，采集沉淀物。测定沉淀物的质量，基于此投入辛烷至200mg/ml，使硫化铜纳米粒子分散，得到了第一墨。
[0142]
在第一墨中包含硫化铜纳米粒子和油胺，油胺为能够与硫化铜纳米粒子配位的化合物。根据热重分析，通过热重分析(tga)对上述沉淀物进行分析，结果油胺相对于硫化铜纳米粒子和油胺的合计质量的质量的比率为10％。
[0143]
然后，使用旋涂器在cds层上涂布50μl的第一墨，得到了涂布膜。需要说明的是，在涂布时，将第一墨的浓度调节为50mg/ml。
[0144]
使用旋涂器在涂布膜上涂布包含edt(1,2-乙二硫醇)的200μl溶液(第二墨)，得到了作为隔热膜发挥功能的薄膜。该溶液的溶剂为辛烷，将edt(1,2-乙二硫醇)的浓度设定为0.3质量％。通过与第二墨的接触，与硫化铜纳米粒子配位的化合物的至少一部分由油胺(第一化合物)被置换为edt(1,2-乙二硫醇)(第二化合物，粘结剂)。
[0145]
通过与使用第一墨的上述同样的成膜在该涂布膜上形成追加的涂布膜，然后使用第二墨与上述同样地实施化合物的置换。这样得到了厚膜化的电荷产生层。
[0146]
接着，在电荷产生层的表面的一部分上蒸镀金，形成了金属电极。金属电极在电荷产生层的表面的小于5％的区域形成了约300nm的膜厚。在这样得到的隔热装置的ito(透明电极)和金属电极的每一个上分别使用导电性胶粘剂固定1根导电线，进一步在2根导电线之间连接1kω的电阻，构成了外部电路。
[0147]
在与外部电路连接的状态下，实施对隔热装置照射红外线的实验。使来自am1.5模拟太阳光源(100mw)的光通过带通道滤波器，对隔热装置仅照射波长600nm以上的光。在透射隔热装置的光被吸收的位置配置黑体，测定隔热装置和黑体的温度变化。温度变化的测定在配置有与连接外部电路的隔热装置的状态、配置有未与连接外部电路的隔热装置的状态、以及在不配置隔热装置的情况下对黑体直接照射光的状态下进行。将从照射开始经过10分钟的期间升高的温度示于表1中。
[0148]
[表1]
[0149]
(实施例1)cus/cds
[0150][0151]
能够确认，当从隔热装置向外部释放电荷时，能够有效地阻隔流入的红外线，并且还能够抑制隔热装置本身的温度升高。
[0152]
(实施例2)
[0153]
使用代替edt的肼，将与硫化铜纳米粒子配位的化合物的至少一部分从油胺(第一化合物)置换为肼(第二化合物、粘结剂)，除此以外，与实施例1同样地制作隔热装置，在与
实施例1同样的条件下进行测定。需要说明的是，在实施例2中，在将隔热装置替代为外部电路而与接地线连接的状态下也实施了测定。该测定将ito和金属电极这两者与接地线连接而实施。将结果示于表2中。
[0154]
[表2]
[0155]
(实施例2)cus/cds
[0156][0157]
在实施例2中也能够确认，从隔热装置向外部释放电荷时，能够有效地阻隔流入的红外线，并且还能够抑制隔热装置本身的温度升高。
[0158]
(实施例3)(比较例1)
[0159]
ga2o3纳米粒子以与已经报道(j.am.chem.soc.2010，132，9250-9252)相同的方法制作。将ga2o3纳米粒子的辛烷溶液(50mg/ml)旋涂在预先形成了作为透明电极的fto膜的玻璃板、即fto基板上，利用乙腈清洗。重复该过程两次后，将cwo纳米粒子的辛烷溶液(50mg/ml)旋涂在ga2o3纳米粒子的膜上，并利用乙腈进行清洗。重复该过程5次，制作了cwo纳米粒子、ga2o3纳米粒子叠层膜。在大气下、在450℃下对所得到的层叠膜加热30分钟，除去配体。将烧制后的层叠膜在还原气氛下(含4％氢的氩气气氛)、450℃下烧制2小时，从而得到了实施例3的隔热装置。另外，除了不设置ga2o3纳米粒子的膜以外，与实施例3同样操作，从而得到了比较例1的隔热装置。
[0160]
使用上述2个隔热装置，与实施例2同样地对黑体和隔热装置测定从照射开始5分钟后的温度变化。但是，在实施例3中仅选择连接接地线，在比较例1中省略与外部连接的情况下的测定。将结果示于表3中。需要说明的是，与实施例1和2同样，在实施例3中也通过与外部电路的连接进一步抑制了温度升高。
[0161]
[表3]
[0162]
(实施例3)cwo/ga2o3；(比较例1)cwo
[0163][0164]
(实施例4)(比较例2)
[0165]
接着，制备用于形成包含cu7s4纳米粒子的电荷产生层的溶液。首先，将1.891g的乙酸铜、1.13g的1,3-二丁基-2-硫脲、10ml的油胺投入到三口烧瓶中，在搅拌的同时实施氮气置换。接着，使用覆套式电阻加热器使液温升高至80℃，保持1小时。然后，在液温降低至40℃的阶段，在向三口烧瓶中缓慢加入40ml的氯仿的同时，使固体成分溶解。
[0166]
将三口烧瓶的内容物转移至离心分离管中，确认在离心分离管内固体物质充分溶解，然后投入40ml的乙醇。此外，在2000rpm(转/分钟)、10分钟的条件下实施离心操作，立即弃去上清液。接着，使沉淀物溶解于5ml的辛烷中，然后再次投入30ml的乙醇，再次以2000rpm的转速进行5分钟离心操作，采集沉淀物。测定沉淀物的质量，基于此投入辛烷至200mg/ml，使硫化铜纳米粒子分散，得到了第一墨。
[0167]
在第一墨中包含硫化铜纳米粒子和油胺，油胺为能够与硫化铜纳米粒子配位的化合物。根据热重分析，通过热重分析(tga)对上述沉淀物进行分析，结果油胺相对于硫化铜纳米粒子和油胺的合计质量的质量的比率为10％。
[0168]
如实施例1所述，通过使用cds靶的高频溅射法，在预先层叠有氧化锌的ito基板上形成的cds层上旋涂第一墨液而形成涂布膜。然后，使用旋涂器在涂布膜上涂布包含edt(1,2-乙二硫醇)的200μl的溶液(第二墨)，得到了作为隔热膜发挥功能的薄膜。通过与使用第一墨的上述同样的成膜，在该涂布膜上形成追加的涂布膜，然后使用第二墨与上述同样地实施化合物的置换。这样形成厚膜化的电荷产生层，得到了实施例4的隔热装置。另外，除了不设置cds层以外，与实施例4同样操作，得到比较例2的隔热装置。
[0169]
使用上述2个隔热装置，与实施例2同样地对黑体和隔热装置测定从照射开始5分钟后的温度变化。但是，在实施例4和比较例2中，省略了与外部电路连接的情况下的测定。将结果示于表4中。需要说明的是，与实施例1同样，在实施例4中也通过与外部电路的连接进一步抑制了温度升高。
[0170]
[表4]
[0171]
(实施例4)cu7s4/cds；(比较例2)cu7s4[0172][0173]
能够确认，与仅由红外线吸收粒子构成而不含受主的比较例1和2相比，在实施例3和4中，装置的温度升高被有效地抑制。
[0174]
(实施例5)
[0175]
除了使用肼代替edt以外，与实施例4同样地制作隔热装置，在与实施例2同样的条件下进行测定。在实施例5中，还实施了将隔热装置与外部电路或接地线连接的测定。将结果示于表5中。
[0176]
[表5]
2015，pages 87-94)。然后，使用与实施例1的利用墨的制膜方法相同的方法，代替edt，如实施例2那样使用肼，使用旋涂在基板上形成ito/sno2膜。然后，与实施例1同样地制作隔热装置，实施同样的测定。将结果示于表7中。
[0189]
[表7]
[0190]
(实施例7)ito/sno2复合粒子、(比较例3)ito粒子
[0191][0192]
(实施例8)
[0193]
对于与实施例1同样地得到的隔热装置，调查红外线照射时的温度的经时变化。但是，从过滤器到隔热装置的距离比实施例1大。将结果示于图13中。在未与外部电路连接的情况下(图13“未连接”)，装置的温度在约4分钟变为恒定，其升高幅度为0.7℃～0.8℃。与此相对，在与外部电路连接的装置(电阻1kω)中，装置的温度升高缓慢。在该装置中，温度达到恒定需要约8分钟，其升高幅度也停止在0.5℃。
[0194]
需要说明的是，对各隔热膜测定波长700nm的透光率，结果，各实施例中的任一个都至少大于24％。具体而言，实施例1(8)的隔热膜的波长700nm下的透光率为52％。关于其它实施例的隔热膜的波长700nm下的透光率，实施例2为50％，实施例3为45％，实施例4为25％，实施例5为83％，实施例6为50％，实施例7为90％。需要说明的是，实施例1(8)的隔热膜的波长600nm下的透光率为67％。关于其它实施例的隔热膜的波长600nm下的透光率，实施例2为65％，实施例3为57％，实施例4为20％，实施例5为82％，实施例6为65％，实施例7为90％。
[0195]
(实施例9)
[0196]
使用具有实施例2的cus/cds层叠阻隔膜的阻隔装置和包含实施例6的cus-cds混合单层膜的阻隔装置评价由电荷载流子促进的亚甲蓝的褪色反应的程度。该评价通过在使阻隔装置浸渍于收容亚甲蓝的水溶液的池中的状态下照射红外线并测定由亚甲蓝引起的吸光度的变化来实施。但是，该测定在不将电极连接到外部电路的情况下实施。与上述同样，对于池，使来自am1.5模拟太阳光源(100mw)的光通过带通道滤波器，照射波长600nm以上的红外线。将包含cus-cds混合单层膜的阻隔装置带来的吸收光谱的直至5小时的经时变化示于图14中。另外，将使用了两个阻隔装置的吸光峰的强度的经时变化示于图15中。由这些图可知，通过红外线的照射而在阻隔膜中产生的空穴(hole)，由此产生氢氧根自由基等活性种，亚甲蓝被分解。
[0197]
产业上的可利用性
[0198]
本发明的装置能够在广泛的领域中用作隔热装置、即所谓的“散热”装置，所述隔热装置将吸收的红外线的能量的一部分以电荷的形式释放到装置外。电荷远比热量更容易控制释放的方向和量。本发明作为提供“散热”技术的方案是有用的，虽然不受特别限制，但
该技术例如用于配置在建筑物和车辆的开口部、加热至高温的熔化炉的周围等、或者用于缓和电子设备的温度升高。

技术特征：
1.一种隔热装置，其是阻隔照射的红外线的至少一部分的隔热装置，其中，具备包含吸收所述红外线而产生电子和空穴的粒子以及从所述粒子接收所述电子或所述空穴的受主的隔热膜，选自所述电子和所述空穴中的电荷载流子的至少一部分被从所述隔热膜释放到所述隔热装置的外部。2.根据权利要求1所述的隔热装置，其中，所述外部为除包含逆变器、蓄电装置、电压表和电流表中的至少一者的电路以外。3.根据权利要求1或2所述的隔热装置，其中，所述隔热膜具有暴露于气体或液体的主面。4.根据权利要求3所述的隔热装置，其中，所述电荷载流子的至少一部分通过在所述主面氧化或还原所述外部的化学物种而被释放。5.根据权利要求1～4中任一项所述的隔热装置，其中，所述外部包含第一外部和第二外部，所述第一外部为气体或液体，所述为第二外部为固体，选自所述电子和所述空穴中的任意一者的至少一部分通过氧化或还原所述第一外部的化学物种而被释放，选自所述电子和所述空穴中的另一者的至少一部分通过向所述第二外部的传导而被释放。6.根据权利要求2所述的隔热装置，其中，还具备用于将所述电荷载流子释放到所述外部的导电部，所述导电部与所述外部电连接，所述外部为除所述电路以外。7.根据权利要求6所述的隔热装置，其中，所述导电部具有控制所述隔热装置与所述外部的电连接的开关元件。8.根据权利要求6或7所述的隔热装置，其中，所述导电部具备以夹入所述隔热膜的方式配置的第一电极和第二电极。9.根据权利要求6～8中任一项所述的隔热装置，其中，所述导电部包含电阻元件。10.根据权利要求1～9中任一项所述的隔热装置，其中，所述隔热膜的波长700nm下的透光率为24％以上。11.根据权利要求1～7中任一项所述的隔热装置，其中，还具备非透光性的电极，形成所述电极的区域小于所述红外线入射到所述装置的受光区域的50％。12.根据权利要求1～11中任一项所述的隔热装置，其中，所述隔热膜具备包含所述粒子的电荷产生层和包含所述受主的电荷接收层，所述电荷产生层与所述电荷接收层相互接触。13.根据权利要求1～11中任一项所述的隔热装置，其中，所述隔热膜为包含所述粒子和所述受主的单层膜。14.根据权利要求13所述的隔热装置，其中，所述粒子和所述受主彼此结合。15.根据权利要求1～14中任一项所述的隔热装置，其中，所述粒子包含能够通过局域表面等离激元共振来吸收红外线的材料。
16.根据权利要求15所述的隔热装置，其中，所述粒子为无机粒子。17.一种隔热膜，其是阻隔照射的红外线的至少一部分的隔热膜，其中，包含吸收所述红外线而产生电子和空穴的粒子以及能够从所述粒子接收所述电子或所述空穴的受主，所述隔热膜i)具备包含所述粒子的电荷产生层和包含所述受主的电荷接收层，所述电荷产生层与所述电荷接收层相互接触；或者ii)为包含所述粒子和所述受主的单层膜。18.一种隔热用组合物，其是用于形成隔热膜的隔热用组合物，其中，包含吸收红外线而产生电子和空穴的粒子以及能够从所述粒子接收所述电子或所述空穴的受主，所述隔热用组合物iii)具有包含所述粒子的第一组合物和包含所述受主的第二组合物；或者iv)为包含所述粒子和所述受主的组合物。19.一种红外线吸收装置的作为隔热装置的使用方法，所述红外线吸收装置具备包含吸收红外线而产生电子和空穴的粒子以及从所述粒子接收电子或空穴的受主的红外线吸收膜，所述使用方法中，以使选自下述v)～vii)中的至少一个成立的方式配置所述红外线吸收装置，v)选自通过红外线的照射而在所述红外线吸收膜中产生的所述电子和所述空穴中的电荷载流子的至少一部分通过氧化或还原所述红外线吸收装置的外部的化学物种而被释放，所述红外线吸收装置的外部与所述红外线吸收膜的主面接触并且为气体或液体；vi)通过红外线的照射而在所述红外线吸收膜中产生的所述电子和所述空穴的至少一部分在所述红外线装置的外部再结合，所述红外线装置的外部为除包含逆变器、蓄电装置、电压表和电流表中的至少一者的电路以外；vii)选自通过红外线的照射而在所述红外线吸收膜中产生的所述电子和所述空穴中的电荷载流子的至少一部分被释放到具有地电位的所述红外线装置的外部。

技术总结
本发明为一种隔热装置(101)，其具备包含吸收红外线而产生电子和空穴的粒子以及从上述粒子接收电子或空穴的受主，选自电子和空穴中的电荷载流子被从隔热膜(10)释放到装置的外部。隔热装置(101)可以作为“散热”装置发挥功能。隔热膜(10)可以为单层，也可以为多层膜。也可以为多层膜。也可以为多层膜。


技术研发人员：坂本雅典
受保护的技术使用者：国立大学法人京都大学
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2023/8/1