CN114901596A - 用作电致变色器件的电荷平衡材料的具有vox分子式的氧化钒 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了运用了一种具有VOx分子式的新型氧化钒电荷平衡薄膜的电致变色器件，该薄膜具有高电荷密度、低着色效率、与某些电致变色材料接近的电活性电压以及高的化学和电致变色稳定性等特点。氧化钒可以掺杂或不掺杂其他物质。VOx电荷平衡薄膜具有多孔纳米结构，是非晶态或非晶态与多晶态的混合，可以与器件中的电致变色聚合物以最小变色模式配对。本申请同时公开了一种设计电荷平衡薄膜材料以便与工作电极配对并在电致变色器件中获得低器件电压的方法。本申请还公开了制备相关电荷平衡薄膜的方法。
Description
技术领域
本申请涉及电致变色器件领域。尤其是涉及一种用作电致变色器件的电荷平衡材料的具有VOx分子式的氧化钒、以及由其制成的电致变色器件和其制备方法。
背景技术
高性能固态电致变色器件(ECD)需要离子存储材料作为用于电荷平衡的组件。因此离子存储材料的容量和稳定性是影响电致变色器件光学性能和转换稳定性的关键因素。此外，还特别要求离子存储材料应具有高透光率，以保证在漂白状态下窗户式电致变色器件显得晶莹剔透。制备功能完善并具有高透光率的离子存储材料是发展固态电致变色器件的一个主要瓶颈。
发明内容
本申请描述的是一种电致变色器件，具体来说，包括一种电荷平衡薄膜的电致变色器件，该电荷平衡薄膜包括具有VOx分子式的新型氧化钒成分，本申请同时也包括相关的薄膜制备方法。
一方面，本申请公开了用于电荷平衡薄膜的氧化钒，分子式为VOx，其中x的范围为2至2.5。在器件的最大工作电压下，电荷平衡薄膜的着色效率小于约10cm2C-1，电荷密度大于2mC/cm2。本申请所公开的氧化钒薄膜具有多孔纳米结构，并且是无定形态或者无定形态与多晶态的混合态。本申请所公开的氧化钒电荷平衡薄膜可以以最小变色模式操作。
本申请所公开的氧化钒也可以是掺杂的VOx或掺杂的VOx水合物。在一些实施例中，掺杂剂可包括以下任一种：元素周期表上的第二至第四周期金属阳离子，例如Li+、Be2+、Na+、Mg2+、Al3+、K+、Ca2+、Sc3+、Ti4+、Cr2+、Cr3+，Mn2+、Mn3+、Mn4+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Ni2+、Ni3+、Zn2 +、Cu+、Cu2+、Ga3+、Ge2+；元素周期表上的一些第五周期过渡金属阳离子，如Nb5+、Nb6+、Mo5+、Mo6 +；一些直径小于0.826nm的小的非金属阳离子，如NH4 +、四甲基铵、四乙基铵和四丁基铵。
本申请所公开的基于VOx的电荷平衡材料可作为在电致变色器件中的对电极，与任何电致变色工作电极一起搭配使用。由于本申请所公开的基于VOx的电荷平衡材料和工作电极的电活性电压接近，应用其的电致变色器件具有较低的器件电压，电致变色聚合物ECP或者WO3可以做为不错的工作电极与本申请所公开的VOx电荷平衡材料在电致变色器件中配对。
本申请同时也公开了一种用于选择与工作电极配对的电荷平衡薄膜材料的设计方法，以使电致变色器件具有低的器件电压。该方法通过设计与工作电极的电活性电压接近的电荷平衡材料，使得电致变色器件可以在低器件电压下运行。
另一方面，本申请公开了一种制造VOx电荷平衡薄膜的方法。所述方法包括：在ZnO纳米颗粒悬浮液中加入可溶性钒盐溶液，形成VO2纳米结构悬浮液；在含有V5+的前驱体存在的情况下，进行第一个氧化步骤以将VO2纳米结构悬浮液中的部分V4+转化为V5+以形成VOx悬浮液；将VOx悬浮液离心得到沉淀物，将沉淀物重新分散在中性极性溶剂中以形成VOx溶液；用VOx溶液涂布制备成VOx薄膜。
在一些实施例中，制备VOx电荷平衡薄膜的方法进一步包括，在第一步骤中，在可溶性钒盐溶液中引入掺杂剂一起制备掺杂的VO2纳米结构悬浮液。
在一些实施例中，制备VOx电荷平衡薄膜的方法还包括在第一步骤的添加ZnO纳米颗粒悬浮液之前，对可溶性钒盐溶液进行pH调节，以促进ZnO纳米颗粒转化为VO2纳米结构，并获得VO2纳米结构均质悬浮液。
在一些实施例中，制备VOx电荷平衡薄膜的方法还包括在形成VOx薄膜之后，将V4+进一步氧化为V5+的第二个氧化步骤。
在一些实施例中，示例性的可溶性钒盐包括VOSO4。
在一些实施例中，活性V5+前驱体包括基于钒的有机金属化合物，包括钒(V)氧三异丙醇(VOTP)、钒(V)氧三乙醇和钒(V)氧三丙醇。
在一些实施例中，制备部分氧化的VOx的第一个氧化步骤的方法包括水热法、化学氧化和光固化。
在一些实施例中，用于再分散的中性极性溶剂包括水、甲醇、乙醇、乙腈、二甲亚砜(DMSO)、叔丁醇和丙酮。
在一些实施例中，第二个氧化步骤的方法包括热退火、紫外-臭氧、光固化。
附图说明
本申请的权利要求具体阐述了各个实施例的具体特征。通过参考以下阐述说明性实施例的详细描述，以及下面的附图，可以更好的理解技术特征和技术效果，在以下具体实施例中应用了本申请的发明原理，各实施例附图如下：
图1(A)-(B)是显示由ECP(电致变色聚合物)(在工作电极，WE)和电荷平衡材料(在对电极，CE)之间的电活性电压控制的电致变色器件氧化电压的示意图。图1(A)代表性方案显示，使用ECP和常规金属氧化物对电极材料(例如Nb2O5)的电致变色器件具有高的器件电压。图1(B)代表性方案显示，由ECP和与其电活性电压更接近的离子存储材料所构成的电致变色器件具有较低的器件电压，示例性地，与ECP电活性电压更接近的离子存储材料包含本申请所公开的VOx电荷平衡材料。
图2(A)-(B)包含VOx纳米颗粒的表征数据。图2(A)是制得的VOx颗粒的选区电子衍射图(SAED)和透射电镜图((TEM))。图2(B)是制得的VOx颗粒的高分辨率透射电镜图像((HRTEM))。
图3(A)-(B)包含紫外-臭氧处理后VOx薄膜的表征数据。图3(A)是VOx薄膜的SEM((扫描电镜))图像。图3(B)是VOx薄膜的XRD((X射线衍射))数据。
图4(A)-(B)是VOx材料的图像。图4(A)是分散在异丙醇中的VOx溶液。图4(B)是涂覆在ITO/玻璃基板上的VOx薄膜。
图5(A)-(B)是VOx薄膜在初始状态和UV-臭氧处理后的的XPS((X射线电子能谱))数据。图5(A)是在UV-臭氧处理之前。图5(B)是在UV-臭氧处理后。
图6(A)-(D)包含三电极装置中VOx薄膜的电化学和光谱电化学表征数据，VOx涂覆在氧化铟锡基底上成薄膜作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，铂丝作为对电极，0.2MLiTFSI/PC作为电解质。图6(A)是VOx薄膜在-0.6V至0.6V电压范围内相对于Ag/AgCl的CV(循环伏安)数据。图6(B)为在同一电压范围内的VOx薄膜的紫外可见光谱，电压增量为0.2V。图6(C)为在同一电压范围内的VOx薄膜的CIELAB色彩空间图。图6(D)是VOx薄膜在550nm处的透射率作为电荷密度的函数的变化图。
图7(A)-(D)包含在和图6相同的三电极装置中的VOx薄膜经过2500次循环后的电化学和光谱电化学表征数据。图7(A)是在-0.6V至0.6V的电压范围内相对于Ag/AgCl的循环的VOx薄膜的循环伏安数据。图7(B)是在同一电压范围内的循环的VOx薄膜的紫外-可见光谱，电压增量为0.2V。图7(C)是在同一电压范围内的循环的VOx薄膜的CIELAB色彩空间图。图7(D)是VOx薄膜在550nm处的透射率作为电荷密度的函数的变化图。
图8(A)-(D)包含三电极装置中Li+掺杂的VOx薄膜的电化学和光谱电化学表征数据，Li+掺杂VOx涂覆在氧化铟锡衬底上成薄膜作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，铂丝作为对电极，0.2M LiTFSI/PC作为电解质。图8(A)是Li+掺杂的VOx薄膜在-0.6V至0.6V电压范围内的循环伏安数据。图8(B)是在同一电压范围内的Li+掺杂VOx薄膜的紫外可见光谱，电压增量为0.2V。图8(C)是在同一电压范围内的Li+掺杂的VOx薄膜的CIELAB色彩空间图。图8(D)展示了Li+掺杂的VOx薄膜在550nm处的透射率作为电荷密度的函数的变化图。
图9(A)-(D)包含在三电极装置中的Li+掺杂的VOx薄膜经过2500次(-0.6V至0.6V)循环后的电化学和光谱电化学表征数据，该图中的三电极装置与图8相同。图9(A)是在-0.6V至0.6V的电压范围内相对于Ag/AgCl的循环的Li+掺杂的VOx薄膜的循环伏安数据。图9(B)是在同一电压范围内的Li+掺杂的VOx薄膜的紫外-可见光谱，电压增量为0.2V。图9(C)是在同一电压范围内的Li+掺杂的VOx薄膜的CIELAB色彩空间图。图9(D)展示了Li+掺杂的VOx薄膜在550nm处的透射率作为电荷密度的函数的变化图。
图10(A)-(B)包含示例电致变色器件的图像，其中本申请所公开的VOx薄膜作为对电极，电致变色聚合物-品红色作为工作电极，原位交联的1:1PEGDA:0.2M LiTFSI作为电解质。图10(A)为处于有色状态的电致变色器件。图10(B)为处于漂白状态的电致变色器件。
图11(A)-(D)包含图10中所示的电致变色器件的性能数据。图11(A)是电化学活化过程后ECP品红色-VOx器件的循环伏安数据。图11(B)是器件的紫外-可见光光谱，电压增量为0.2V。图11(C)为器件在不同电压下的CIELAB色彩空间图。图11(D)展示了VOx薄膜在550nm处的透射率作为电荷密度的函数的变化图。
图12(A)-(B)包含图10中所示的电致变色器件在初始状态和50000次循环后的性能数据。图12(A)展示了器件在550nm处的透射率作为电荷密度的函数的变化图。图12(B)是切换动力学的图。
图13(A)-(D)包含一个示例性电致变色器件的性能数据，其中本申请所公开的Li+掺杂VOx薄膜作为对电极，电致变色聚合物-品红色作为工作电极，原位交联的1:1PEGDA:0.2M LiTFSI作为电解质。图13(A)是电化学活化后器件的循环伏安数据。图13(B)是器件的紫外-可见光谱，电压增量为0.2V。图13(C)为器件在不同电压下的CIELAB色彩空间图。图13(D)展示了Li+掺杂的VOx薄膜在550nm处的透射率作为电荷密度的函数的变化图。
图14(A)-(B)包含图13中所示的电致变色器件在初始状态和75000次循环后的性能数据。图14(A)是器件在550nm处的透射率作为电荷密度的函数的变化图。图14(B)是切换动力学的图。
具体实施方式
在以下说明书中，阐述了某些具体细节以提供对本发明的各种实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些细节的情况下实践本发明。此外，虽然这里公开了本发明的各种实施例，但是根据本领域技术人员的公知常识，可以在本发明的范围内做出许多修改和修改。这种修改包括对本发明的任何方面的已知等效物的替换，以便以基本上相同的方式实现相同的结果。
除非上下文另外要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”及其变体(例如“包括”和“包含”)应以开放的，包含性的含义来解释，即为“包括但不限于”。在整个说明书中对数值的数值范围的引用旨在用作速记符号，分别指代落入包括限定范围的值在内的范围内的每个单独的值，并且每个单独的值如单独列举的那样并入说明书中。本申请中，术语“约”可以允许值或范围的一定程度的可变性，例如，在规定值或规定范围的10％以内，5％以内或1％以内。另外，单数形式的“一”，“一个”和“该”包括复数个所指对象，除非上下文另有明确规定。
在整个说明书中，对“一个实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在本申请的说明书各处出现的短语“在一个实施例中”不一定都指代相同的实施例，而是在某些情况下。此外，一个或多个实施例中的特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。
如本文和所附权利要求中所使用的以及本领域已知的，术语“着色效率”和类似术语被定义为作为光密度变化函数的每单位面积嵌入/脱出电荷之间的关系。需要注意的是，术语“着色效率”可以是指在可见光波段或红外波段或两者皆有，根据所讨论的电致变色器件的具体应用而有所不同。术语“最小变色(MCC)模式”是指当电致变色装置工作时，电致变色层进行完全电化学切换，而电荷平衡层仅进行不完全的电化学切换。
本申请涉及一种电致变色器件，具体而言，涉及一种包括以分子式为VOx的新型氧化钒做为电荷平衡薄膜的电致变色器件以及相关的薄膜制备方法。
为了发展可以用于平衡电荷并且透光的离子存储材料，几种类型的材料曾被报道过，其中特别有应用前景的材料是最小变色(MCC)材料。因为其固有的高透明度和低的着色系数，被报道的基于聚合物的MCC材料(MCCP)本质上是“不好”的电致变色材料。而由于具有较高着色效率，传统的过渡金属氧化物材料(比如无定形WO3和Nb2O5)，本质上是良好的电致变色材料，就应采用不同的设计机制使其转型展示出最小的颜色变化。不平衡的电荷密度比通常是通过调节离子存储材料和电致变色材料之间的相对厚度来实现的，以确保过渡金属氧化物离子存储层仅进行不完全电化学切换，使这些传统上良好的电致变色材料仅呈现微小的颜色变化。尽管过渡金属氧化物MCC材料在合成可用性和加工可行性方面具有优势，但它们受困于它们的电活性电压通常与工作电极的电活性电压相距甚远。这个局限反过来会导致器件电压过高，从而引发稳定性问题，包括聚合物的过度氧化和电解质的分解问题。
因此，急需找到一种电荷平衡材料，它不仅具有高的电荷密度和低的着色系数，而且还具有与电致变色工作电极接近的电活性电压。
本申请所公开的用于电荷平衡薄膜的氧化钒的分子式为VOx，其中x的范围为2至2.5。在器件的最大工作电压下，电荷平衡薄膜的着色效率约小于10cm2C-1，并且电荷平衡薄膜的电荷密度约大于2mC/cm2。
在一些实施例中，电荷平衡薄膜的着色系数约等于或小于10cm2C-1。在一些实施例中，电荷平衡薄膜的着色效率约等于或小于7cm2C-1。在一些实施例中，电荷平衡薄膜的着色效率约等于或小于5cm2C-1。在一个实施例中，VOx电荷平衡薄膜的着色效率约为1.4cm2/C，包含电致变色聚合物-品红色的电致变色薄膜的着色效率为830cm2/C。在另一个实施例中，包含Li+掺杂的VOx的电荷平衡薄膜的着色效率约为1.4cm2/C。
在一些实施例中，包含VOx的电荷平衡薄膜的电荷密度为约7mC/cm2。在一些实施例中，包含Li+掺杂的VOx的电荷平衡薄膜的电荷密度为约6mC/cm2。
本申请所公开的氧化钒电荷平衡薄膜具有多孔结构，孔径范围为1-500nm。该氧化钒薄膜具有无定形态或无定形态与多晶态混合的结构，同时还具备纳米结构的特征，纳米结构的至少一个尺度小于500nm。该氧化钒电荷平衡薄膜可以在最小变色模式下运行。
包含VOx的电荷平衡薄膜表现出一些好的特性，例如高的电荷密度、低的着色效率、良好的化学和电化学稳定性、其电活性电压与电致变色聚合物的电活性电压相近。
本申请还提出了一种选择可做为电荷平衡薄膜的材料的设计方法，该材料可与工作电极配对以获得在电致变色器件中低的器件电压。该方法通过设计与工作电极的电活性电压接近的材料，从而使整个电致变色器件可以在低器件电压下运行。电活性电压可以是电化学起始电压或充分电荷平衡电压(器件在电荷完全平衡状态下时的操作电压)。当工作电极与电荷平衡电极之间的电化学起始电压差值在0.8V以内，或当工作电极与电荷平衡电极之间的充分电荷平衡电压差值在约2V以内时，两电极之间的电活性电压可认为是接近的。
图1示意性地说明了选择具有与电致变色聚合物的电活性电压接近的电荷平衡材料的原理。如图1(A)中的伏安曲线所示，当包含电致变色聚合物的工作电极被氧化时(显示为灰色，从0电流变为正电流，代表电化学氧化反应的发生)，对电极中的电荷平衡材料通过Li+的***来平衡电荷(以黑色显示，从0电流到负电流，代表电化学还原反应的发生)。当传统的过渡金属氧化物(例如WO3、MoO3和Nb2O5)集成到基于电致变色聚合物的电致变色器件中作为对电极(CE，或称电荷平衡电极)时，施加到对电极CE上的完全电荷平衡电压(电压2)必须拓展到相对更负的那端，以确保对电极的电荷密度(黑色虚线阴影)等于或高于工作电极(灰色虚线阴影)的电荷密度。因此，基于电压2和电压1(对电极的完全电荷平衡电压)差值的器件电压就会很高。相反，如图1(B)所示，当本申请所公开的VOx材料作为对电极与电致变色聚合物配对时，在和电致变色聚合物的电压接近的电压范围内，VOx的电荷密度足够大(黑色虚线的阴影面积)，因此施加在VOx上的完全电荷平衡电压(电压2')是相对不太负，因此器件电压较低。
基于上述原理以及对高电荷密度和低着色效率的要求，选择氧化钒材料作为电荷平衡材料的示例。包括V2O5、V3O7、V6O13和VO2(B)在内的一系列晶体氧化钒结构表现出优异的电比容量、高电化学势和良好的电化学稳定性。例如，V2O5的理论电比容量为443mAh/g，其高电化学电位(例如，V2O5的电化学电位相对于Li/Li+约为3.8V)与p型电致变色聚合物的电位接近，从而确保低的器件电压，其被作为锂离子电池的正极材料已经被广泛研究。在电致变色中，钒氧化物的一些结晶相可作为多色电致变色材料，在电化学氧化还原过程中，发生Li+插层和提取，材料可在黄色/橙色到蓝色/灰色之间可逆地变化。为了将这种传统上良好的电致变色材料转变为良好的电荷平衡材料，本申请提出了一种独特的设计策略，即设计具有更高电荷密度的氧化钒材料，因此可以通过使用更薄的膜来实现更高的透射率和更少的颜色变化。
为此，本申请开发了一种具有纳米结构、多孔和低结晶度的VOx薄膜，该薄膜比相应的致密晶体氧化钒薄膜具有更高的电荷密度和更低的着色效率。这里，较低的结晶度结构是指无定形态或无定形态与多晶态混合的结构。本申请所公开的VOx材料具有纳米结构、多孔的和较低结晶度的特征，可缩短Li+离子的扩散路径并促进离子转移，从而解决钒氧化物中固有的低Li+扩散率(约10-12-10-13cm2/s)的问题并促使更快的Li+嵌入/脱出速率。无定形态的特征有利于离子插层和提取过程中的应变松弛，从而提高其电化学性能。如图2(A)的透射电镜图像所示，纳米结构由相互连接的不超过10nm颗粒组成。颗粒是无定形态或接近无定形态(无定形态与多晶态混合)，选区电子衍射(SAED，图2(A)插图)和高分辨率TEM(HRTEM，图2(B))均表明材料中缺乏长程有序的晶体结构。在图3(A)SEM图像中呈现的VOx薄膜的表面形态显示VOx薄膜由可促进离子扩散和结构弛豫的多孔结构组成。图3(B)中VOx薄膜的XRD数据显示没有明显的结晶峰，这表明VOx薄膜的结晶度较差。
本申请所公开的VOx薄膜中V4+和V5+氧化态共存，这进一步增强了其光学特性。V4+和V5+氧化态共存可以由图4证明。如图4(A)所示，当VOx颗粒分散在异丙醇(IPA)溶液中时，呈现出介于V4+氧化物的深蓝/绿色和V5+氧化物的橙/黄色之间的绿色。经过薄膜处理和紫外线-臭氧进一步氧化后，如图4(B)所示，VOx薄膜显示了黄绿色，进一步证明了V4+和V5+的共存。VOx薄膜(图4(B))比其相应的悬浮液(图4(A))显示出更多的V5+黄色。这可能是因为紫外-臭氧处理将部分V4+进一步氧化为V5+，从而产生含有更多V5+的VOx薄膜。这点可通过图5(B)中的紫外-臭氧处理后VOx薄膜的XPS数据支持，数据显示，紫外-臭氧处理后的VOx薄膜比图5(A)中紫外-臭氧处理前的薄膜含有更多的V5+和更少的V4+。这进一步证明了V4+和V5+的共存，并且在VOx薄膜中有更多的V4+被氧化成V5+。
为了证明本申请所公开的VOx薄膜具有高电荷密度和低着色效率，在三电极配置中对其进行了测试，其中将VOx薄膜涂覆在氧化铟锡(ITO)基板上作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，铂丝作为对电极。如图6(A)所示，在-0.6V至0.6V(vs.Ag/AgCl)电压范围内测得的循环伏安(CV)曲线的包围面积可用于推导VOx薄膜的电荷密度，约为7.0mC/cm2，原始态的透射率约为80％。VOx薄膜的光吸收变化由其在-0.6V到0.6V之间的不同电压下的紫外可见光谱所示(图6(B))。除了接近400nm的区域，吸收光谱在不同电压下基本不变。这表明VOx薄膜具有高透明度和低的光学变化，使其可成为电致变色器件中很好的电荷平衡薄膜。不同电压下的色调用图6(C)中的CIELAB色彩空间显示，图6(C)中的颜色坐标a*和b*显示VOx在电压增加时从接近无色状态(a*＝约0和b*＝约0)变为黄/绿色(a*＝约-4且b*＝约10)。另外，图6(D)显示了与着色效率相关的透射率随电荷密度而变化。选择550nm处的透射率，一方面是因为550nm是我们的眼睛最敏感的波长，另一方面也是因为550nm是与在接下来的实施例中评估的电致变色聚合物-品红色匹配的波长。可以使用公式1从透射率(T)的变化量和电荷密度(Q)计算着色效率。
其中T起始是起始透射率，
T 0.95Δ％T是完全透射率变化的95％的透射率
Q是透射率变化需要的电荷密度
当电压从-0.6V切换到0.6V(vs.Ag/AgCl)，VOx的着色效率为1.4cm2/C，比传统V2O5曾报道过的着色效率低一个数量级以上。较低的着色效率有利于VOx薄膜成为电致变色器件中良好的电荷平衡层。
为了证明本申请所公开的VOx薄膜具有良好的化学和电化学稳定性，在与图6相同的三电极配置中评估了2500个CV循环后VOx薄膜的电化学和光谱电化学性能。常温下2500个CV循环后，图7(A)中的CV曲线，图7(B)中的UV-vis光谱图，图7(C)中的CIELAB色彩空间，以及图7(D)中透射率(550nm)随电荷密度的变化，都与初始状态(图6)基本相同。这表明VOx薄膜具有良好的化学和电化学稳定性，适合用于电致变色器件。
除了上述的VOx之外，本申请所描述的各种实施例还涉及掺杂的VOx或掺杂的VOx水合物。掺杂结构的引入可以产生更好的导电性和器件稳定性，同时保持VOx的大电容量。掺杂剂可以是元素周期表中第二至第四周期的过渡金属阳离子，如Li+、Be2+、Na+、Mg2+、Al3+、K+、Ca2+、Sc3+、Ti4+、Cr2+、Cr3+、Mn2+、Mn3+、Mn4+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Co3+、Ni2+、Ni3+、Zn2+、Cu+、Cu2+、Ga3 +、Ge2+；元素周期表中部分第五周期中的过渡金属阳离子，如Nb5+、Nb6+、Mo5+、Mo6+；直径小于0.826nm的小非金属阳离子，如NH4+、四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵。
在一些实施例中，掺杂剂是Li+。Li+掺杂的VOx薄膜表现出更高的透射率，同时保持与未掺杂薄膜相似的电荷密度和着色效率。当用在电致变色器件中作为电荷平衡薄膜时，Li+掺杂的VOx薄膜也使电致变色器件具有更好的稳定性。
在一些实施例中，掺杂剂是Cu+。Cu+的引入可以提高导电性和器件稳定性，同时保持了VOx材料的大电容量。
在一个实施例中，掺杂剂是Li+。VOx薄膜的电荷密度和着色效率在三电极配置中进行了测试。Li+掺杂VOx涂覆在ITO/玻璃上作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，Pt丝作为对电极。如图8(A)所示，在-0.6V至0.6V范围内循环伏安曲线定义的面积与电荷密度相关，由此可计算得出Li+掺杂的VOx薄膜为6.0mC/cm2(对应中性状态下约85％的透射率)。Li+掺杂的VOx薄膜在-0.6V至0.6V电压范围内的各种电压下的紫外-可见光光谱如图8(B)所示。与未掺杂的VOx薄膜(图6(B))相比，Li+掺杂的VOx薄膜的光吸收低得多，尤其是在接近400nm的波长范围内，表明Li+掺杂的VOx薄膜的吸收率较低(更高的透射率)。Li+掺杂的VOx薄膜在不同电压下的色调由图8(C)中的CIELAB颜色空间显示。与未掺杂的薄膜(图6(C))相比，Li+掺杂的VOx薄膜在-0.6V到0.6V的a*和b*值更接近于0，颜色更加中性。对于Li+掺杂的VOx薄膜在550nm处的透射率变化作为电荷密度的函数绘制在图8(D)中，经计算，Li+掺杂VOx薄膜的着色效率为1.4cm2/C，与未掺杂的着色效率相似。同时，Li+掺杂的VOx薄膜在常温2500次循环后，图9(A)中的电荷密度，图9(B)中的紫外-可见光光谱，图9(C)中的CIELAB色彩空间，以及图9(D)中550nm处透射率随电荷密度的变化，与循环之前(图8)几乎一致。这表明了Li+掺杂的VOx薄膜的化学和电化学稳定性。与未掺杂的VOx薄膜相比，Li+掺杂的VOx薄膜显示出更高的透射率，同时保持相似的电荷密度和着色效率。这些表明Li+掺杂的VOx薄膜可以作为比未掺杂的VOx薄膜更好的电荷平衡薄膜应用于电致变色器件中。
在评估了本申请所公开的VOx材料(不管是有或没有掺杂的形式)的各种特性之后，同时研究了本申请所公开的VOx薄膜在电致变色器件中作为电荷平衡对电极的应用。本申请所公开的基于VOx的电荷平衡对电极可以与任何包含电致变色材料的工作电极配对。并且本申请所公开的VOx薄膜的电化学电位与一些电致变色材料的电化学电位接近，例如电致变色聚合物ECP和WO3，因此该VOx薄膜在电致变色器件中可以特别有效地做为电荷平衡薄膜以确保低的器件电压。为了证明其性能，在以下电致变色器件的实施例中使用电致变色聚合物-品红色作为示例电致变色聚合物。
在一个实施例中，运用本申请所公开的VOx的电致变色装置，使用电致变色聚合物-品红色作为工作电极，原位交联的1:1PEGDA:0.2M LiTFSI作为电解质，本申请所公开的VOx薄膜作为对电极。VOx电荷平衡薄膜的电荷密度在80％的透射率下约为7mC/cm2，高于电致变色聚合物-品红色的约1mC/cm2的电荷密度。VOx电荷平衡薄膜的着色效率为1.4cm2/C，远低于电致变色聚合物-品红色的约830cm2/C的着色效率。电致变色器件的图像显示在图10中。图10(A)为着色状态，图10(B)为漂白状态。图11(A)中的循环伏安数据图表明-0.6V至0.6V的电压范围是所述器件适当的工作窗口。在有色状态下，由于中性电致变色聚合物-品红色工作电极的电导率较低，器件电流较低。图11(B)中的紫外-可见光谱图显示了在着色过程中吸收光谱的巨大变化，表明器件在着色状态和漂白状态之间的成功切换。电致变色器件的CIELAB色彩空间如图11(C)所示。该器件在品红色(a*＝44.4和b*＝-26.3)和近无色的漂白状态(a*＝-1.6和b*＝-1.5)之间切换。图11(D)中550nm处的透射率作为电荷密度的函数，表明电致变色器件具有很大的光学对比度(>60％)。以上结果表明VOx作为一种颜色变化非常小的离子存储材料为电致变色器件提供了良好的电荷平衡功能并且不会引起太多的颜色干扰。
运用双电位步进计时电流吸收法(DPSC)实验通过比较在步进电位快速计时电流法(SPFC)循环之前和之后的转换效率和动力学来研究应用了VOx薄膜电致变色器件的稳定性。DPSC实验是通过应用三个SPFC循环进行的，器件电压保持在0.6V 30秒，然后在-0.6V保持30秒，并通过紫外-可见光谱仪监测器件的透射率变化。SPFC循环通过在0.6V和-0.6V之间交替进行，每个电压持续5秒。如图12所示，黑色曲线代表初始状态的数据，而灰色曲线代表50000个SPFC循环后的数据。如图12(A)所示，在50000次SPFC循环后，作为电荷密度函数的透射率变化左移，表明在长时间循环后着色效率的增加，或表明从着色状态切换到漂白状态所需的电荷量的减少。50000次SPFC循环之前和之后的切换动力学数据显示在图12(B)中，漂白状态和有色状态之间的光学对比度从65％(漂白状态的78％，有色状态的13％)略微下降到61％(漂白状态的73％，有色状态的12％)，而在漂白过程(从起始的4秒到循环后的2.1秒)和着色过程(从起始的2.7秒到循环后的0.7秒)都显示出更短的切换时间。运用了VOx薄膜的电致变色器件被证明了具有良好的电致变色稳定性。器件可稳定循环超过50000次，该数据比先前报道的基于过渡金属氧化物的器件高约一个数量级。良好的电化学和电致变色稳定性表明了电致变色聚合物与电荷平衡材料之间相接近的电活性电压的重要性，为生产具有高光学性能和优异循环稳定性的基于聚合物的电致变色器件提供了材料设计标准。
在另一个实施例中，运用了本申请所公开的Li+掺杂的VOx薄膜的电致变色器件，使用电致变色聚合物-品红色作为工作电极，原位交联的1:1PEGDA:0.2M LiTFSI作为电解质，Li+掺杂的VOx作为非平衡配置(最小变色模式)的对电极材料，以获得更好的器件性能。掺杂的VOx电荷平衡薄膜的电荷密度在约85％的透射率下约为6mC/cm2，高于电致变色聚合物-品红色的约1mC/cm2。掺杂VOx电荷平衡薄膜的着色效率为1.4cm2/C，远低于电致变色聚合物-品红色的约830cm2/C。图13(A)中的循环伏安数据图表明-0.6V至0.8V的电压范围是本实施例的电致变色器件的合适的工作窗口。图13(B)中的变化很大的吸光度(在着色状态下>1.0，在漂白状态下<0.2)，图13(C)中着色状态时鲜艳的品红色(a*＝50和b*＝-20)，在图13(D)中，随电荷密度变化而产生的较大的透射率(550nm)。所有这些都表明该电致变色器件与Li+掺杂的VOx薄膜也具有很好的电致变色性能。
对于运用了Li+掺杂的VOx薄膜的电致变色器件，电化学循环对转换动力学和着色效率的影响示于图14。与运用了未掺杂VOx薄膜的电致变色器件一致，运用了Li+掺杂VOx薄膜的电致变色器件显示出随电荷密度变化的透射率变化，这表明着色效率增加。然而，与使用未掺杂VOx薄膜的电致变色器件不同，即使经过更多的循环，75000次循环(使用未掺杂VOx薄膜的ECD为50000)，使用Li+掺杂的VOx薄膜的电致变色器件的光学对比度也会增加。更多循环圈数表明运用了Li+掺杂的VOx薄膜的电致变色器件具有更好的电化学和电致变色稳定性。
另一方面，本申请同时公开了制备多孔VOx薄膜的方法。该方法首先需要生产基于VOx纳米结构的悬浮液。包括：首先通过加入可溶性钒盐溶液和可选的掺杂剂将ZnO纳米颗粒悬浮液化学转化为VO2纳米结构悬浮液，以制备VO2纳米结构悬浮液；其次，通过第一个氧化步骤产生部分氧化的VOx悬浮液，用V5+前驱体将部分V4+转化为V5+。为了促进ZnO纳米颗粒转化为VO2纳米结构并获得更均质的VO2纳米结构的悬浮液，在第一步中加入到ZnO悬浮液中之前，可以对可溶性钒盐溶液进行一个可选的pH调节步骤。源自ZnO纳米颗粒的多孔VO2纳米结构被用作形成VOx纳米结构的“种子”，纳米结构中的部分V4+在V5+前驱体的帮助下通过受控的氧化步骤转化为V5+。一些V5+也可以通过V5+前驱体直接沉积形成。得到的VOx悬浮液是V4+和V5+纳米结构悬浮液的混合物。然后将VOx悬浮液离心以去除原始溶剂，然后将收集的沉淀物重新分散在中性极性溶剂中。通过薄膜涂覆法将中性极性溶剂中的VOx悬浮液进一步制成薄膜，以作为电致变色器件中的电荷平衡薄膜。可选的第二个氧化步骤可以进一步将部分V4+氧化为V5+以产生具有更多V5+和更好电化学性能的VOx薄膜。
在一些实施例中，示例性可溶性钒盐包括VOSO4以及本领域已知的其他物质。V5+前驱体可以是钒基有机金属化合物。示例性V5+前驱体包括氧三异丙醇、钒(V)氧三乙醇和钒(V)氧三丙醇，以及本领域已知的其它物质。用于再分散VOx的示例中性极性溶剂包括水、异丙醇(IPA)、甲醇、乙醇、丁醇、乙腈、二甲亚砜(DMSO)、丙酮，以及本领域已知的其他溶剂。
在一些实施例中，第一个氧化步骤包括水热合成、化学氧化和光固化。示例化学氧化试剂包括O2、O3、过氧化物、卤素、KMnO4、K2Cr2O7等。
在一些实施例中，示例性薄膜涂覆方法包括旋涂、狭缝模涂、喷涂、棒涂等本领域已知的方法。
在一些实施例中，用于将V4+进一步氧化为V5+的可选的第二个氧化方法包括热退火、红外辐射、紫外-臭氧处理、光固化，以及本领域已知的其他方法。
在一个实施例中，将VOSO4溶解在去离子水中，然后在超声处理下以5:1的重量比迅速注入到ZnO纳米粒子的去离子水悬浮液中。无定形VO2纳米结构悬浮液是通过将VO2沉积到ZnO模板上而形成的。为了纯化VO2纳米结构悬浮液，然后将混合物以9000rpm离心3分钟。将所得的VO2纳米颗粒沉淀物重新分散在去离子水中并离心以去除溶剂，然后通过超声将所得沉淀物分散在6mL去离子水中。然后将分散在去离子水中的纯化的VO2纳米颗粒在超声处理下加入含有50μL氧三异丙醇钒的3mL异丙醇中。添加后，将混合物溶液转移到具有特氟龙衬里的50mL高压釜中并放入烘箱中。烘箱温度在14分钟内升至140℃，并在140℃下保持1.5小时。冷却后，将产物混合物溶液以9000rpm离心3分钟，所得沉淀物在超声下重新分散在异丙醇中，然后再离心一次以去除上清液，沉淀物再次在异丙醇下重新分散超声。分散在异丙醇中的VOx纳米颗粒的最终浓度约为2mg/mL。将得到的0.2mL VOx溶液以1500rpm的速度旋涂在20*30*0.7mm的ITO基底上30秒，并重复旋涂过程一次或多次。然后将对电极基板转移到电热板上并在150℃保持1.5小时，然后冷却。将紫外线臭氧处理所得薄膜上30分钟，以进一步将部分V4+氧化为V5+。
在一个实施例中，溶解在去离子水中的VOSO4在超声处理下以5:1的重量比迅速注入到去离子水中的ZnO纳米颗粒悬浮液中。VO2纳米结构悬浮液是通过将VO2沉积到ZnO模板上而形成的。用1M H2SO4调节pH至2，以确保形成单分散的VO2纳米颗粒悬浮液。为了纯化VO2纳米结构悬浮液，然后将混合物以9000rpm离心3分钟。将所得的VO2纳米颗粒沉淀物重新分散在去离子水中并离心以去除溶剂，然后通过超声将所得沉淀物分散在6mL去离子水中。在超声处理下将分散在去离子水中的纯化VO2纳米颗粒加入含有50μL氧三异丙醇钒的3mL乙醇中。添加后，将混合物溶液转移到具有特氟龙衬里的50mL高压釜中并放入烘箱中。烘箱温度在14分钟内升至140℃，并在140℃下保持1.5小时。冷却后，将产物混合物溶液以9000rpm离心3分钟，所得沉淀物在超声下重新分散在乙醇中，然后再离心一次以去除上清液，沉淀物再次在异丙醇下重新分散超声。分散在异丙醇中的VOx纳米颗粒的最终浓度约为2mg/mL。将得到的0.1mL VOx溶液以1500rpm的速度旋涂在50*7*0.7mm的ITO基板上30秒，旋涂过程重复一次或多次。然后将对电极基底转移到电热板上并在150℃保持1.5小时，然后冷却。
在一个实施例中，制备了Li+掺杂的VOx薄膜。将500mg VOSO4溶解在20mL小瓶中的10mL去离子水中。100mg ZnO纳米颗粒分散在另一个20mL小瓶中，其中溶解了60mg LiCl。在超声处理下，将VOSO4溶液迅速添加到包含ZnO颗粒和LiCl的混合物中。然后将三者的混合物以9000rpm离心3分钟。将所得沉淀物重新分散在去离子水中并离心以去除溶剂，然后再次分散在异丙醇中以产生约2mg/mL Li+掺杂的VOx异丙醇溶液。将得到的0.2mL VOx溶液以1500rpm的速度旋涂在20*30*0.7mm的ITO基底上30秒，再重复旋涂一次。然后将对电极基底转移到电热板上并在150℃保持1.5小时，然后冷却。
Claims (19)
1.一种电致变色器件，包括电荷平衡薄膜，所述电荷平衡薄膜包含分子式为VOx的氧化钒，
其中：
x的范围从2到2.5；和
在最大器件工作电压下，所述电荷平衡薄膜的着色效率小于约10cm2C-1；所述电荷平衡薄膜的电荷密度大于约1mC/cm2。
2.如权利要求1所述的电致变色器件，其中所述氧化钒具有多孔纳米结构并且是无定形态或无定形态与多晶态的混合态。
3.如权利要求1所述的电致变色器件，其中所述电荷平衡薄膜以最小变色模式操作。
4.如权利要求1所述的电致变色器件，其中所述氧化钒是掺杂的VOx或掺杂的VOx水合物。
5.如权利要求4所述的电致变色器件，其中所述掺杂的VOx包含元素周期表上的第二至第四周期过渡金属的一种或多种金属阳离子。
6.如权利要求4所述的电致变色器件，其中所述掺杂的VOx包括选自Nb5+、Nb6+、Mo5+和Mo6 +中的一种或多种的金属阳离子。
7.如权利要求4所述的电致变色器件，其中所述掺杂的VOx包括直径小于0.826nm的非金属阳离子。
8.如权利要求1所述的电致变色器件，还包括含有电致变色聚合物的工作电极。
9.如权利要求1所述的电致变色器件，还包括含有WO3的工作电极。
10.一种提供用于电荷平衡薄膜的材料以与工作电极配对并在电致变色装置中获得低器件电压的方法，所述方法包括提供具有与工作电极的电活性电压接近的电活性电压的材料。
11.一种薄膜的制备方法，包括：
制备含有VO2纳米结构的悬浮液，通过在ZnO纳米颗粒悬浮液中加入可溶性钒盐溶液，形成VO2纳米结构悬浮液；
在V5+前驱体的作用下，进行第一个氧化步骤以将所述VO2纳米结构悬浮液中的部分V4+转化为V5+以形成VOx悬浮液；
将所述VOx悬浮液离心得到沉淀物，将沉淀物重新分散在中性极性溶剂中形成VOx溶液；和
用所述VOx溶液通过涂布法制备VOx薄膜。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述制备含有VO2纳米结构的悬浮液包括向所述可溶性钒盐溶液中加入掺杂剂。
13.如权利要求11所述的方法，还包括在将所述可溶性钒盐溶液添加到所述ZnO纳米颗粒悬浮液之前调节所述可溶性钒盐溶液的pH值。
14.如权利要求11所述的方法，还包括：在形成所述VOx薄膜后，进行第二个氧化步骤，进一步将V4+氧化为V5+。
15.如权利要求11所述的方法，还包括用包含VOSO4的可溶性钒盐制备所述可溶性钒盐溶液。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述V5+前驱体包括基于钒的有机金属化合物，所述基于钒的有机金属化合物包括钒(V)氧三异丙醇(VOTP)、钒(V)氧三乙醇和钒(V)氧三丙醇中的一种或多种。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述第一个氧化步骤包括水热氧化、化学氧化或光固化中的一种。
18.如权利要求11所述的方法，其中用于再分散的所述中性极性溶剂包括水、异丙醇(IPA)、甲醇、乙醇、乙腈、二甲亚砜(DMSO)、叔丁醇和丙酮中的一种或多种。
19.如权利要求11所述的方法，其中所述第二个氧化步骤包括热退火、紫外-臭氧或光固化中的一种。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116655909A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-08-29 | 吉林大学 | 一种主链含有五苯胺的聚酰胺材料及其制备方法和应用 |
| CN118393789A (zh) * | 2024-06-27 | 2024-07-26 | 比亚迪股份有限公司 | 用于电致变色器件的离子平衡层及其制备方法、电致变色器件及其应用 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114859611B (zh) * | 2022-05-13 | 2024-01-09 | 厦门大学 | 一种多彩电致变色薄膜、器件及其制备方法 |
| CN116514168A (zh) * | 2023-05-04 | 2023-08-01 | 清华大学 | V2o5基电致变色材料及其制备方法和电致变色器件 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5130841A (en) * | 1988-04-11 | 1992-07-14 | Ford Motor Company | Method of making an electrochromic material and new electrochromic material |
| US20020086212A1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-04 | Ericsson Mobile Communications Ab | Vanadium oxide electrode materials and methods |
| CN103880080A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-25 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 水热辅助均匀沉淀法制备二氧化钒粉体的方法 |
| CN103999251A (zh) * | 2011-07-25 | 2014-08-20 | 加州大学校务委员会 | 电致变色的纳米复合薄膜 |
| CN104030355A (zh) * | 2013-03-06 | 2014-09-10 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 掺杂二氧化钒粉体和薄膜及其制备方法 |
| US20140327950A1 (en) * | 2012-03-26 | 2014-11-06 | Hpo Assets Llc | Electrochromic materials and optical systems employing the same |
| CN104823295A (zh) * | 2012-09-05 | 2015-08-05 | 香港大学 | 溶液处理的过渡金属氧化物 |
| CN104880884A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-09-02 | 游少雄 | 一种电致变色智能玻璃及其制造方法 |
| CN105753050A (zh) * | 2014-12-18 | 2016-07-13 | 刘闽苏 | 金红石相二氧化钒纳米颗粒的制备方法及其颗粒 |
| CN106462021A (zh) * | 2014-05-02 | 2017-02-22 | 唯景公司 | 低缺陷率电致变色装置的制作 |
| CN107163928A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-15 | 合肥工业大学 | 一种三氧化钨/五氧化二钒核壳纳米线阵列电致变色材料及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10061177B2 (en) * | 2014-07-23 | 2018-08-28 | Kinestral Technologies, Inc. | Process for preparing multi-layer electrochromic stacks |
| WO2016077005A1 (en) * | 2014-11-14 | 2016-05-19 | Heliotrope Technologies, Inc. | Post-temperable nanocrystal electrochromic devices |
| US10476018B2 (en) * | 2015-12-18 | 2019-11-12 | The Trustees Of Princeton University | Sing-junction organic photovoltaic devices having high open-circuit voltages and applications thereof |
| HRP20240519T1 (hr) * | 2017-07-20 | 2024-07-19 | Miru Smart Technologies Corp. | Fototaloženje metalnih oksida za elektrokromne uređaje |
| US11072855B2 (en) * | 2017-08-04 | 2021-07-27 | Royal Melbourne Institute Of Technology | Vanadium oxide films and methods of fabricating the same |
| US11142682B2 (en) * | 2018-07-17 | 2021-10-12 | Furcifer Inc. | Metal oxide, metal bronze and polyoxometalate as charge storage materials in electrochromic device |
-
2020
- 2020-08-26 WO PCT/US2020/048032 patent/WO2022046050A1/en active Application Filing
- 2020-08-26 CN CN202080090981.7A patent/CN114901596B/zh active Active
-
2021
- 2021-02-03 US US17/166,617 patent/US11914260B2/en active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5130841A (en) * | 1988-04-11 | 1992-07-14 | Ford Motor Company | Method of making an electrochromic material and new electrochromic material |
| US20020086212A1 (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-04 | Ericsson Mobile Communications Ab | Vanadium oxide electrode materials and methods |
| CN103999251A (zh) * | 2011-07-25 | 2014-08-20 | 加州大学校务委员会 | 电致变色的纳米复合薄膜 |
| US20140327950A1 (en) * | 2012-03-26 | 2014-11-06 | Hpo Assets Llc | Electrochromic materials and optical systems employing the same |
| CN104823295A (zh) * | 2012-09-05 | 2015-08-05 | 香港大学 | 溶液处理的过渡金属氧化物 |
| CN104030355A (zh) * | 2013-03-06 | 2014-09-10 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 掺杂二氧化钒粉体和薄膜及其制备方法 |
| CN103880080A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-06-25 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 水热辅助均匀沉淀法制备二氧化钒粉体的方法 |
| CN106462021A (zh) * | 2014-05-02 | 2017-02-22 | 唯景公司 | 低缺陷率电致变色装置的制作 |
| CN105753050A (zh) * | 2014-12-18 | 2016-07-13 | 刘闽苏 | 金红石相二氧化钒纳米颗粒的制备方法及其颗粒 |
| CN104880884A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-09-02 | 游少雄 | 一种电致变色智能玻璃及其制造方法 |
| CN107163928A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-15 | 合肥工业大学 | 一种三氧化钨/五氧化二钒核壳纳米线阵列电致变色材料及其制备方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116655909A (zh) * | 2023-06-02 | 2023-08-29 | 吉林大学 | 一种主链含有五苯胺的聚酰胺材料及其制备方法和应用 |
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| CN118393789B (zh) * | 2024-06-27 | 2024-10-11 | 比亚迪股份有限公司 | 用于电致变色器件的离子平衡层及其制备方法、电致变色器件及其应用 |
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