TW201803175A - 太陽電池模組及太陽電池模組之施工方法 - Google Patents
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Abstract
太陽電池模組(1)具備：染料敏化太陽電池(11)；裝卸部(21)：設置於染料敏化太陽電池(11)之為受光面的第一面(12a)相反側的第二面(14a1)，將染料敏化太陽電池(11)可裝卸地安裝於被接著體(101)；及導電部(26)：用以將由染料敏化太陽電池(11)產生之電力取出至外部。
Description
本發明係關於一種太陽電池模組及太陽電池模組之施工方法。
本申請案係基於2016年4月27日於日本申請之日本專利特願2016-089654號而主張優先權，將其內容引用於此。
作為代替化石燃料之清潔能源之發電裝置，太陽電池模組受到關注。於太陽電池模組中，不斷進行經濟且容易量產之染料敏化太陽電池之開發。作為此種太陽電池模組，已知有專利文獻1所揭示之太陽電池模組。
專利文獻1之太陽電池模組具備工作電極、與工作電極於下方隔著間隔對向配置之相對電極、配置於工作電極及相對電極間之密封層及填充於工作電極及相對電極間之電解質。相對電極具備陰極側集電層。陰極側集電層形成為具備陰極側集電配線及陰極側集電端子(電池側導電部)之集電圖案。
於以此方式構成之太陽電池模組中，所發出之電自陰極側集電端子被取出。
[專利文獻1]日本專利特開2011-108374號公報
太陽電池模組有時會被安裝於壁部等被接著體使用。若於被接著體設置被接著體側導電部，則藉由將陰極側集電端子連接於被接著體側導電部，而將所發出之電傳送至被接著體。
於專利文獻1之太陽電池模組中，必須於將用以安裝於被接著體之裝卸部安裝於太陽電池模組後，將太陽電池模組安裝於被接著體。有時於被接著體中供太陽電池模組安裝之面積大。於此情形時，為了將裝卸部安裝於太陽電池模組需要極大之勞力。
本發明係鑒於此種問題而完成者，目的在於提供一種可容易地安裝於被接著體並且電連接於被接著體之太陽電池模組及太陽電池模組之施工方法。
為了解決上述課題，本發明提出有以下手段。
本發明之太陽電池模組具備：染料敏化太陽電池；裝卸部：設置於上述染料敏化太陽電池之為受光面的第一面相反側的第二面，將上述染料敏化太陽電池可裝卸地安裝於被接著體；及電池側導電部：將由上述染料敏化太陽電池產生之電力取出至外部，可裝卸於上述被接著體之被接著體側導電部。
根據本發明，於太陽電池模組預先設置有裝卸部。藉由該裝卸部，可容易地將太陽電池模組安裝於被接著體。而且，可容易地將電池側導電部電連接於被接著體之被接著體側導電部。換言之，由於在將太陽電池模組安裝於被接著體時，於染料敏化太陽電池之第二面已設置有裝卸部，故而於將太陽電池模組安裝於被接著體時，無須再將裝卸部安裝於染料敏化太陽電池。因此，即便於被接著體中供太陽電池模組安裝之面積大，亦可容易地將太陽電池模組安裝於被接著體。
又，於上述太陽電池模組中，上述裝卸部亦可藉由黏著力、磁力及嵌合之至少1種而可裝卸於上述被接著體。
根據本發明，可使太陽電池模組以簡單之構成相對於被接著體裝卸。
又，於上述太陽電池模組中，上述染料敏化太陽電池亦可具備具有上述第二面之基板。上述裝卸部亦可為與上述基板不同之構件。
又，於上述太陽電池模組中，上述染料敏化太陽電池亦可具備具有上述第二面之基板。上述基板亦可兼作上述裝卸部。
根據本發明，可使太陽電池模組之外形小型化。
又，於上述太陽電池模組中，上述電池側導電部亦可具有電連接於上述染料敏化太陽電池之正極端子及負極端子。
根據本發明，可通過正極端子及負極端子將由染料敏化太陽電池產生之電力取出至外部。
又，於上述太陽電池模組中，上述電池側導電部亦可由導電性材料形成。
又，於上述太陽電池模組中，上述導電性材料亦可為金屬或導電性樹
脂。
又，於上述太陽電池模組中，上述電池側導電部亦可兼作上述裝卸部。
根據本發明，可使太陽電池模組之外形小型化。
又，於上述太陽電池模組中，上述正極端子及上述負極端子之至少一者亦可被設置於上述染料敏化太陽電池之上述第二面。根據本發明，於作業者將太陽電池模組安裝於被接著體時，第二面成為染料敏化太陽電池中最靠近被接著體之面。因此，可縮短供被接著體之被接著體側導電部以及正極端子及負極端子中之一者配線之長度。
又，於上述太陽電池模組中，上述染料敏化太陽電池亦可具備具有上述第二面之基板。亦可為，上述正極端子及上述負極端子其中僅一者被設置於上述染料敏化太陽電池之上述第二面，上述正極端子及上述負極端子中之另一者則被設置於上述基板之上述第二面相反側之外表面。
根據本發明，於作業者將太陽電池模組安裝於被接著體時，基板之外表面(換言之，基板中朝向被接著體之相反側(外側)之面)較染料敏化太陽電池之第二面更靠近作業者。藉此，可容易地進行對正極端子及負極端子中之另一者進行處理之作業。
又，於上述太陽電池模組中，亦可為，上述正極端子及上述負極端子之兩者被設置於上述染料敏化太陽電池之上述第二面。
根據本發明，由於正極端子及負極端子之兩者被設置於染料敏化太陽電池之第二面，故而可進一步縮短供被接著體之被接著體側導電部與正極端子及負極端子配線之長度。
又，於上述太陽電池模組中，上述染料敏化太陽電池亦可具備具有上
述第二面之基板。上述正極端子及上述負極端子亦可被設置於上述基板之上述第二面相反側之外表面。
根據本發明，可更容易地進行對正極端子及負極端子進行處理之作業。
又，於上述太陽電池模組中，上述裝卸部亦可為接著層。上述接著層亦可含有將可見光線反射之粒子。
根據本發明，藉由粒子使入射至受光面且透射過染料敏化太陽電池之可見光線反射並再次入射至染料敏化太陽電池。藉此，可使用入射至受光面之可見光線，並藉由染料敏化太陽電池有效率地發電。
又，本發明之太陽電池模組之施工方法係將上述所記載之太陽電池模組之上述裝卸部安裝於上述被接著體。將上述電池側導電部電連接於上述被接著體之被接著體側導電部。
根據本發明，使用預先設置有裝卸部之太陽電池模組，而可容易地將太陽電池模組安裝於被接著體。而且，可將電池側導電部電連接於被接著體之被接著體側導電部。
根據本發明之太陽電池模組及太陽電池模組之施工方法，可容易地安裝於被接著體並且電連接於被接著體。
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G‧‧‧太陽電池模組
11‧‧‧染料敏化太陽電池
12a‧‧‧第一面
14a、14c‧‧‧相對電極基板(基板)
14a1‧‧‧第二面
14a2‧‧‧外表面
26‧‧‧第一導電部(導電部)
27‧‧‧電池側正極端子(正極端子)
28‧‧‧電池側負極端子(負極端子)
36‧‧‧粒子
41‧‧‧黏著片(裝卸部)
101‧‧‧壁部(被接著體)
圖1係本發明一實施形態之太陽電池模組之前視圖。
圖2係該太陽電池模組之側面及壁部之剖面圖。
圖3係說明該太陽電池模組之施工方法之剖面圖。
圖4係本發明之實施形態之變形例中的太陽電池模組之側面及壁部之剖面圖。
圖5係本發明之實施形態之變形例中的太陽電池模組之側面及壁部之剖面圖。
圖6係本發明之實施形態之變形例中的太陽電池模組之側面及壁部之剖面圖。
圖7係本發明之實施形態之變形例中的太陽電池模組之側面及壁部之剖面圖。
圖8係本發明之實施形態之變形例中的太陽電池模組之側面及壁部之剖面圖。
圖9係本發明之實施形態之變形例中的太陽電池模組之側面及壁部之剖面圖。
圖10係本發明之實施形態之變形例中的太陽電池模組之側面及壁部之剖面圖。
以下，一面參照圖1至圖10，一面對本發明之太陽電池模組之一實施形態進行說明。
如圖1及圖2所示，本實施形態之太陽電池模組1具備：片狀染料敏化太陽電池11；接著層(裝卸部)21：設置於染料敏化太陽電池11之為受光面的第一面12a相反側的第二面14a1；及
電池側導電部26：用以將由染料敏化太陽電池11產生之電力取出至外部。
以下，將染料敏化太陽電池11相對於接著層21之朝向稱為前方D1，將接著層21相對於染料敏化太陽電池11之朝向稱為後方D2。
染料敏化太陽電池11之構成並無特別限定。如圖2所示，染料敏化太陽電池11例如具有積層於透明基板12上之光電極13、相對電極14、密封材料15及電解液16。
透明基板12例如由以聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對酞酸乙二酯(PET)等透明之熱塑性樹脂材料為主材料之樹脂材料或玻璃形成。透明基板12之前方D1之面為第一面12a。
光電極13由透明導電膜13a及作為多孔質層之多孔質氧化物半導體層13b構成。透明導電膜13a由氧化銦/氧化錫(ITO)等金屬氧化物形成。多孔質氧化物半導體層13b例如由氧化鈦(TiO2)形成。於多孔質氧化物半導體層13b之表面吸附有敏化染料及鋰離子或鋅離子。
相對電極14具有於相對電極基板(基板)14a形成有鉑等之金屬膜14b之構成。相對電極基板14a以與透明基板12同樣之方式形成。然而，相對電極14之構成並不限定於此，可使用以往公知之相對電極。相對電極14可應用金屬板或導電性基板、導電性片等。相對電極基板14a之後方D2之外表面為第二面14a1。
密封材料15將光電極13之外緣部與相對電極14之外緣部連續地貼合。作為密封材料15，可較佳地使用接著劑，例如熱熔樹脂等。
作為構成電解液16之溶劑，可應用以往公知之溶劑。電解液16較佳使
用鋰鹽或鋅鹽之溶解度低之溶劑。
於染料敏化太陽電池11，設置有用以將於光電極13與相對電極14之間產生之電力取出至外部的未圖示之正極配線及負極配線。
染料敏化太陽電池11係藉由可見光線L1自第一面12a透射過透明基板12入射至染料敏化太陽電池11內而發電。
再者，於相對電極基板14a由透明之材料形成時，亦可將染料敏化太陽電池11之第一面12a及第二面14a1中之任一者設為受光面。
接著層21使用例如公知之膠帶及弱黏性接著劑層等。膠帶可使用於由不織布或樹脂等形成之支持體之兩面設置有丙烯酸系、聚矽氧系等之黏著層之構成。作為弱黏性接著劑層，較佳為使用Magic Resin(註冊商標；大昌電子股份有限公司製造)。藉由使用Magic Resin作為弱黏性接著劑層，消除於將太陽電池模組1安裝於下述壁部101時之黏膩感。
接著層21藉由自身之黏著力，將染料敏化太陽電池11可裝卸地安裝於壁部(被接著體)101。即，於太陽電池模組1預先設置有接著層21。接著層21與相對電極基板14a為不同之構件。
電池側導電部26具有電連接於染料敏化太陽電池11之正極配線、負極配線之電池側正極端子(正極端子)27、電池側負極端子(負極端子)28。若更詳細地說明，則電池側正極端子27連接於正極配線，電池側負極端子28連接於負極配線。端子27、28藉由導電性材料、更具體而言磷青銅等金屬形成為例如棒狀。端子27、28之基端部設置於染料敏化太陽電池11之第二面14a1。端子27、28之前端部相對於端子27、28之基端部折彎而向後方D2延伸。
再者，作為形成端子27、28之導電性材料，亦可使用聚乙炔、聚吡咯等導電性樹脂。
端子27、28之基端部亦可收容於由具有電絕緣性之樹脂等形成之外殼29內。
接著層21之與相對電極14相反之側的外表面21a和外殼29之與相對電極14相反之側的外表面29a為大致同一平面。端子27、28之前端部自外殼29向後方D2突出。
於本實施形態中，電池側導電部26藉由未圖示之接著劑等安裝於染料敏化太陽電池11之第二面14a1之緣部。然而，電池側導電部26安裝於染料敏化太陽電池11之位置並不限定於此，亦可將電池側導電部26安裝於染料敏化太陽電池11之第二面14a1之中央部。
太陽電池模組1具備有覆蓋接著層21之與染料敏化太陽電池11相反之外表面之剝離紙(剝離材料)31。剝離紙31例如為於由道林紙等形成之基材設置有由聚矽氧樹脂等形成之剝離層的構成。
壁部101由木材等形成。再者，被接著體並不限定於壁部101，亦可為頂部或地面部等。
於壁部101之外表面101a安裝有壁側導電部(被接著體側導電部)106。壁側導電部106例如具有筒狀之壁側正極端子107及壁側負極端子108。於端子107、108內***有端子27、28。端子107、108可與端子27、28裝卸。壁側導電部106可與電池側導電部26裝卸。若將電池側導電部26安裝於壁側導電部106，則壁側導電部106與電池側導電部26電連接。此時，壁側正極端子107與電池側正極端子27電連接，壁側負極端子108與電池側負
極端子28電連接。
壁側導電部106經由配線109連接於未圖示之蓄電池等電子機器。
再者，藉由太陽電池模組1、壁部101及壁側導電部106構成太陽電池系統2。
以此方式構成之太陽電池模組1可藉由公知之輥對輥方式製造。電池側導電部26亦可藉由輥對輥方式之後加工而安裝於太陽電池模組1。
藉由利用輥對輥方式進行製造，可大量且經濟地製造片狀太陽電池模組1。
其次，對將以如上方式構成之太陽電池模組1安裝於壁部101的本實施形態之太陽電池模組1之施工方法進行說明。
首先，作業者P將壁側導電部106安裝於壁部101(導電部設置步驟)。於壁部101內設置配線109。
繼而，如圖3所示，作業者P將剝離紙31自太陽電池模組1卸除(剝離紙去除步驟)。此時，端子27、28之前端部自太陽電池模組1露出。
繼而，作業者P以將電池側導電部26重疊於壁側導電部106之方式，將太陽電池模組1之接著層21安裝於壁部101(太陽電池安裝步驟)。此時，將電池側導電部26電連接於壁側導電部106。由於在太陽電池模組1預先設置有接著層21，故而藉由該接著層21，可容易地將太陽電池模組1安裝於壁部101。
於作業者P將太陽電池模組1安裝於壁部101時，染料敏化太陽電池11之第二面14a1成為染料敏化太陽電池11中最靠近壁部101之
面。因此，供壁部101之壁側導電部106及端子27、28配線之長度變短。
若將可見光線L1照射至染料敏化太陽電池11之第一面12a，則於光電極13與相對電極14之間產生電力。該電力通過正極配線及負極配線、以及端子27、28而被取出至外部，並經由端子107、108及配線109被傳送至電子機器。
如以上所說明般，根據本實施形態之太陽電池模組1及太陽電池模組1之施工方法，於太陽電池模組1預先設置有接著層21。藉由該接著層21，可容易地將太陽電池模組1安裝於壁部101。而且，可將電池側導電部26電連接於壁部101之壁側導電部106。換言之，由於在將太陽電池模組1安裝於壁部101時，於染料敏化太陽電池11之第二面14a1已設置有接著層21，故而於將太陽電池模組1安裝於壁部101時，無須再將接著層21安裝於染料敏化太陽電池11。因此，即便於壁部101中供太陽電池模組1安裝之面積較大，亦可容易地將太陽電池模組1安裝於壁部101。
如此般，可簡單地進行太陽電池模組1之施工。
接著層21藉由黏著力而可裝卸於壁部101。因此，可使太陽電池模組1以簡單之構成裝卸於壁部101。
藉由電池側導電部26具有端子27、28，可通過端子27、28將由染料敏化太陽電池11產生之電力取出至外部。由於端子27、28設置於染料敏化太陽電池11之第二面14a1，故而可進一步縮短供壁部101之壁側導電部106及端子27、28配線之長度。
本實施形態之太陽電池模組1能以如下所說明之方式使其構成進行各種變形。
亦可如圖4所示之太陽電池模組1A般，將電池側正極端子27設置於染料敏化太陽電池11之第二面14a1，並且將電池側負極端子28設置於相對電極基板14a之第二面14a1相反側之外表面14a2(換言之，相對電極基板14a中朝向壁部101之相反側(外側)之面)。
電池側負極端子28亦可預先(換言之，自將太陽電池模組1A安裝於壁部101前)以其前端部向後方D2延伸之方式形成。又，於安裝於壁部101前之太陽電池模組1A中，電池側負極端子28亦可如圖4以二點虛線作為形狀S1所示般為沿著外表面14a2之平坦狀或直線狀。於此情形時，作業者P將太陽電池模組1A安裝於壁部101後，將電池側負極端子28之前端部以向後方D2延伸之方式彎折。使電池側負極端子28之前端部電連接於壁側導電部106之壁側負極端子108。
於作業者P將太陽電池模組1A安裝於壁部101時，相對電極基板14a之外表面14a2較染料敏化太陽電池11之第二面14a1更靠近作業者P。作業者P容易藉由目視確認電池側負極端子28，從而可容易地進行將電池側負極端子28彎折等處理。
再者，於本變形例中，亦可構成為：將電池側正極端子27設置於相對電極基板14a之外表面14a2，並且將電池側負極端子28設置於相對電極基板14a之第二面14a1。
亦可如圖5所示之太陽電池模組1B般，將端子27、28之兩者設置於相對電極基板14a之外表面14a2。
藉由以此方式構成，作業者P容易藉由目視確認端子27、28，從而可更容易地進行對端子27、28進行處理之作業。
亦可如圖6所示之太陽電池模組1C般，接著層21含有將可見光線L1反射(散射)之粒子36。粒子36例如可由氧化鈦形成。粒子36之外徑較佳為可見光線L1之波長即約400nm(奈米)~760nm之1/2之約200nm~380nm左右。
於以此方式構成之太陽電池模組1C中，入射至染料敏化太陽電池11之第一面12a且透射過染料敏化太陽電池11之可見光線L1之一部分由粒子36反射。該反射之可見光線L1再次入射至染料敏化太陽電池11。
藉此，可使用入射至第一面12a之可見光線L1，並藉由染料敏化太陽電池11有效率地發電。
亦可如圖7所示之太陽電池模組1D般，於壁部101與接著層21之間配置將可見光線L1反射之反射片38。作為反射片38，例如可使用由鋁等金屬形成之片。
反射片38亦可預先貼附於接著層21之與染料敏化太陽電池11相反之側的外表面。
於以此方式構成之太陽電池模組1D中，如上所述，透射過染料敏化太陽電池11之可見光線L1之一部分由反射片38反射。該反射之可見光線L1再次入射至染料敏化太陽電池11。
藉此，可使用入射至第一面12a之可見光線L1，並藉由染料敏化太陽電池11有效率地發電。
亦可如圖8所示之太陽電池模組1E般，設為相對於太陽電池模組1之各構成而不具備接著層21之構成，並且藉由不鏽鋼等磁性體形成相對電極基板14c。作業者P將永久磁鐵111安裝於壁部101之外表面101a。
於作業者P將太陽電池模組1E安裝於壁部101時，使用作用於永久磁鐵111與相對電極基板14c之間之磁力。於此情形時，相對電極基板14c兼作裝卸部。
藉由相對電極基板14c兼作裝卸部，可使太陽電池模組1E之外形小型化。
亦可如圖9所示之太陽電池模組1F般，設為相對於太陽電池模組1之各構成而不具備接著層21之構成。於此情形時，某種程度地增大作用於端子107、108與***至端子107、108內之端子27、28之間的摩擦力。藉由端子107、108與端子27、28之嵌合，將太陽電池模組1F安裝於壁部101。於此情形時，電池側導電部26兼作裝卸部。
藉由電池側導電部26兼作裝卸部，可使太陽電池模組1F之外形小型化。
亦可如圖10所示之太陽電池模組1G般，相對於太陽電池模組1之各構成而具備透明之黏著片(裝卸部)41以代替接著層21。黏著片41係中央部覆蓋染料敏化太陽電池11及電池側導電部26，端部貼附於壁部101。
以上，參照圖式對本發明之一實施形態進行了詳細敍述，但具體之構成並不限於該實施形態，亦包含不脫離本發明主旨範圍之構成的變更、組合、刪除等。
例如，於上述實施形態中，亦可使用UV(紫外線)硬化片作為裝卸部。若於使太陽電池模組1之UV硬化片與壁部101接觸之狀態下，對UV硬化片照射紫外線，則UV硬化片硬化。藉此，可將太陽電池模組1安裝於壁部
101。若裝卸部使用UV硬化片，則於將太陽電池模組1安裝於壁部101時，因加熱產生之負荷不作用於染料敏化太陽電池11。
太陽電池模組1亦可具備吸盤代替接著層21。太陽電池模組1亦可不具備剝離紙31。
根據本發明之太陽電池模組及太陽電池模組之施工方法，可容易地安裝於被接著體並且電連接於被接著體。
1‧‧‧太陽電池模組
2‧‧‧太陽電池系統
11‧‧‧染料敏化太陽電池
12‧‧‧透明基板
12a‧‧‧第一面
13‧‧‧光電極
13a‧‧‧透明導電膜
13b‧‧‧多孔質氧化物半導體層
14‧‧‧相對電極
14a‧‧‧相對電極基板(基板)
14a1‧‧‧第二面
14b‧‧‧金屬膜
15‧‧‧密封材料
16‧‧‧電解液
21‧‧‧接著層(裝卸部)
21a、29a、101a‧‧‧外表面
26‧‧‧第一導電部(導電部)
27‧‧‧電池側正極端子(正極端子)
28‧‧‧電池側負極端子(負極端子)
29‧‧‧外殼
31‧‧‧剝離紙(剝離材料)
101‧‧‧壁部(被接著體)
106‧‧‧壁側導電部(被接著體側導電部)
107‧‧‧壁側正極端子
108‧‧‧壁側負極端子
109‧‧‧配線
D1‧‧‧前方
D2‧‧‧後方
L1‧‧‧可見光線
Claims (14)
- 一種太陽電池模組，其具備：染料敏化太陽電池；裝卸部：設置於該染料敏化太陽電池之為受光面的第一面相反側的第二面，將該染料敏化太陽電池可裝卸地安裝於被接著體；及電池側導電部：將由該染料敏化太陽電池產生之電力取出至外部，可裝卸於該被接著體之被接著體側導電部。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該裝卸部藉由黏著力、磁力及嵌合之至少1種而可裝卸於該被接著體。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該染料敏化太陽電池具備具有該第二面之基板，該裝卸部與該基板為不同之構件。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該染料敏化太陽電池具備具有該第二面之基板，該基板兼作該裝卸部。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該電池側導電部具有電連接於該染料敏化太陽電池之正極端子及負極端子。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該電池側導電部係以導電性材料形成。
- 如申請專利範圍第6項之太陽電池模組，其中，該導電性材料為金屬或導電性樹脂。
- 如申請專利範圍第1至7項中任一項之太陽電池模組，其中，該電池 側導電部兼作該裝卸部。
- 如申請專利範圍第5項之太陽電池模組，其中，該正極端子及該負極端子之至少一者被設置於該染料敏化太陽電池之該第二面。
- 如申請專利範圍第9項之太陽電池模組，其中，該染料敏化太陽電池具備具有該第二面之基板，該正極端子及該負極端子其中僅一者被設置於該染料敏化太陽電池之該第二面，該正極端子及該負極端子中之另一者則被設置於該基板之該第二面相反側之外表面。
- 如申請專利範圍第9項之太陽電池模組，其中，該正極端子及該負極端子之兩者被設置於該染料敏化太陽電池之該第二面。
- 如申請專利範圍第5項之太陽電池模組，其中，該染料敏化太陽電池具備具有該第二面之基板，該正極端子及該負極端子被設置於該基板之該第二面相反側之外表面。
- 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，該裝卸部為接著層，該接著層含有將可見光線反射之粒子。
- 一種太陽電池模組之施工方法，係將申請專利範圍第1項之太陽電池模組之該裝卸部安裝於該被接著體，將該電池側導電部電連接於該被接著體之被接著體側導電部。
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