电致变色装置中的作为电荷存储材料的金属氧化物、金属青铜和多金属氧酸盐制造方法及图纸

本公开一般涉及用于电致变色装置的作为电荷存储材料的溶液处理的低温金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐材料，电荷存储材料和包括该材料的电致变色装置，及制备和使用该电荷存储材料的方法。

Metal oxides, bronze and polyoxometalates as charge storage materials in electrochromic devices

【技术实现步骤摘要】
电致变色装置中的作为电荷存储材料的金属氧化物、金属青铜和多金属氧酸盐相关申请的交叉引用本申请要求2018年7月17日提交的题为“MetalOxide,MetalBronzeandPolyoxometalateasChargeStorageMaterialsinElectrochromicDevice”的美国临时专利申请No.62/699,382的优先权，该临时专利申请通过引用整体并入本文。
本公开一般涉及用在电致变色装置中的用于电荷存储的材料(或描述为对电极材料)、包括该材料的电荷存储和电致变色装置，及制备和使用该材料的方法。
技术介绍
电致变色材料可以在电荷注入和提取的作用下改变透射率、反射率、吸收率或发射率。基于柔性衬底的电致变色膜在重量、易于运输、能够施加在曲面上等方面具有优于传统电致变色玻璃的优点。在典型的电致变色装置中，存在三层活性材料和两个电极。如图1所示，电致变色层、电解质层和电荷存储层夹在透明电极之间。需要开发用于电荷存储层的新的和/或改进的材料，特别是用于基于柔性衬底的电致变色膜的材料。
技术实现思路
本公开涉及使用溶液处理的低温金属氧化物，溶液处理的低温金属青铜或溶液处理的低温多金属氧酸盐作为电致变色装置的电荷存储材料。材料的形式包括纳米颗粒和膜。本公开还涉及电致变色装置的包含金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐的电荷存储材料，以及包含该电荷存储材料的电致变色装置。在一些实施例中，金属氧化物包括钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)、锆(Zr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)和铬(Cr)的氧化物或其混合物。在一些实施例中，金属氧化物包括铝(Al)或硅(Si)的氧化物，或其组合。在一些实施例中，金属青铜是氢金属氧化物，其中金属是钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)、锆(Zr)和钼(Mo)中的一种或更多种。在一些实施例中，多金属氧酸盐是包括氧和金属的无机阴离子，所述金属例如钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)、锆(Zr)和钼(Mo)中的一种或更多种。在一些实施例中，金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐是水合物。在一些实施例中，金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐是非晶态形式。在一些实施例中，金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐是纳米颗粒形式。在一些实施例中，金属氧化物是以下的一种或更多种：Vy1Tiy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,Vy1Siy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,Vy1Aly2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,Vy1Moy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,Vy1Nby2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,Vy1Zry2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,和Vy1Tiy2Aly3Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y2与y3的比约为50:1到1:50，y1与y3的比约为1:1到50:1，y1+y2+y3＝1,以及三价、四价金属氧化物混合物及其纯氧化物形式，其中x约为2到2.75，n约为0到2。在一些其它实施例中，金属氧化物是以下的一种或更多种：Vy1Tiy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,Vy1Siy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,Vy1Aly2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,Vy1Moy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,Vy1Nby2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,Vy1Zry2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,和Vy1Tiy2Aly3Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y2与y3的比约为50:1到1:50，y1与y3的比约为1:10到50:1，y1+y2+y3＝1,以及三价、四价金属氧化物混合物及其纯氧化物形式，其中x约为2到2.75，n约为0到2。在一些其它实施例中，金属氧化物是以下的一种或更多种：Vy1Tiy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,Vy1Siy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,Vy1Aly2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,Vy1Moy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,Vy1Nby2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,Vy1Zry2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,和Vy1Tiy2Aly3Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:2，y2与y3的比约为50:1到1:50，y1与y3的比约为1:2，y1+y2+y3＝1,以及三价、四价金属氧化物混合物及其纯氧化物形式，其中x约为2到2.75，n约为0到2。在一些实施例中，提供了制备金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐的方法。在一些实施例中，金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐由金属醇盐制备。在一些实施例中，该方法包括将金属醇盐混合在溶剂中，如乙醇溶剂。在一些实施例中，该方法还包括将溶液涂覆在衬底上以形成湿层，并使湿层在环境条件下干燥以形成干燥的金属氧化物层。在一些实施例中，该方法还包括使干燥的金属氧化物层在低于约150℃的温度下干燥，以形成高性能的电荷存储材料。从以下详细描述中，所描述的优选实施例的其他目的、特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。然而，应该理解，表明了本专利技术优选实施例的详细描述和具体示例是以说明性而非限制性的方式给出的。在不脱离本专利技术的精神的情况下，可以在本专利技术的范围内进行许多改变和修改，并且本专利技术包括所有这些修改。附图说明图1是具有电致变色层、电解质层和电荷存储层的电致变色装置的简化示意图。图2示出了根据本说明书的一些实施例的、具有示例1中描述的TiO2纳米颗粒作为电荷存储材料的电致变色装置的完全脱色(透明)和可逆着色(不透明)状态的吸收光谱。填充圆和空圆分别表示装置处于透明状态和不透明状态的吸收光谱。图3示出了根据本说明书的一些实施例的、包括示例2中描述的MoO3电荷存储层作为电荷存储材料的电致变色装置的透明状态和不透明状态的吸收光谱。填充圆和空圆分别表示装置处于透明状态和不透明状态的吸收光谱。图4示出了根据本说明书的一些实施例的、包括示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电致变色装置的电荷存储材料，包括溶液处理的低温金属氧化物、溶液处理的低温金属青铜、溶液处理的低温多金属氧酸盐及其水合物中的一种或更多种。/n

【技术特征摘要】
20180717 US 62/699,3821.一种电致变色装置的电荷存储材料，包括溶液处理的低温金属氧化物、溶液处理的低温金属青铜、溶液处理的低温多金属氧酸盐及其水合物中的一种或更多种。


2.根据权利要求1所述的电荷存储材料，包括金属氧化物或其水合物。


3.根据权利要求1所述的电荷存储材料，包括分子式为M1y1M2y2M3y3Ox的金属氧化物或其水合物，其中每个M1、M2和M3独立地为金属，x为1.5到3，每个y1、y2和y3独立地为0到1，条件是y1+y2+y3等于1。


4.根据权利要求1所述的电荷存储材料，包括分子式为M1y1M2y2M3y3Ox·nH2O的金属氧化物的水合物，其中每个M1、M2和M3独立地为金属，x为1.5到3，每个y1、y2和y3独立地为0到1，条件是y1+y2+y3等于1，并且n独立地为0到3。


5.根据权利要求1所述的电荷存储材料，包括选自以下的金属氧化物水合物：
Vy1Tiy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，
Vy1Siy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，
Vy1Aly2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，
Vy1Moy2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，
Vy1Nby2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，
Vy1Zry2Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，
以及Vy1Tiy2Aly3Ox·nH2O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y2与y3的比约为50:1到1:50，y1与y3的比约为1:10到50:1，
或其混合物，
其中x约为1.5到3，y1+y2等于1或y1+y2+y3等于1，n约为0到3。


6.根据权利要求1所述的电荷存储材料，包括金属青铜。


7.根据权利要求1所述的电荷存储材料，包括分子式为HzM1y1M2y2M3y3Ox的金属青铜或其水合物，其中每个M1、M2和M3独立地为金属，每个y1、y2和y3独立地为0到100，条件是y1、y2和y3中的至少一个不为0，并且x和z中的每一个都是1到100。


8.根据权利要求1所述的电荷存储材料，包括选自HMoO2.4、HMoO2.75、HMoO2.93、HMoO3、HV2O5和HVO2.46的金属青铜，或其混合物。

【专利技术属性】
技术研发人员：周焱，
申请(专利权)人：菲尔齐费尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US