本发明提供一种氧化钒膜层的制备方法,在清洁的基片表面沉积有氧化钒层或含有氧化钒层的复合层;然后将镀膜基片送入具有辐射灯管加热源的真空退火炉中,进行退火处理;所述真空退火炉中的退火保护气氛为含有氧气的二元或多元的混合气体;所述退火的环境保护气氛为10Pa≤退火保护气氛真空度≤1000Pa;退火的温度为400℃~700℃;退火的时间为30~480s;待退火完成后,镀膜基片的温度不低于200℃的时候,将其暴露于大气环境中冷却即可。本发明通过调控制备工艺,实现退火过程中对氧化钒层晶粒大小、微观结构等方面的调控,最终获得具有更宽范围相变特性的单层氧化钒膜层。