阅读说明：本技术 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 (Metal oxides, metal bronzes and polyoxometallates as charge storage materials in electrochromic devices ) 是由 周焱 于 2019-07-17 设计创作，主要内容包括：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。(The present disclosure relates generally to solution processed low temperature metal oxide, metal bronze or polyoxometalate materials as charge storage materials for electrochromic devices, charge storage materials and electrochromic devices including the same, and methods of making and using the same.)

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“Metal Oxide,Metal Bronze andPolyoxometalate as Charge Storage Materials in Electrochromic Device”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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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：

V_y1Ti_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Si_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Al_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Mo_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Nb_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Zr_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，y1+y2等于1,

和V_y1Ti_y2Al_y3O_x·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：

V_y1Ti_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Si_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Al_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Mo_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Nb_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,

V_y1Zr_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:10到50:1，y1+y2等于1,

和V_y1Ti_y2Al_y3O_x·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：

V_y1Ti_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,

V_y1Si_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,

V_y1Al_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,

V_y1Mo_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,

V_y1Nb_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,

V_y1Zr_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:2，y1+y2等于1,

和V_y1Ti_y2Al_y3O_x·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，表明了本发明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。在不脱离本发明的精神的情况下，可以在本发明的范围内进行许多改变和修改，并且本发明包括所有这些修改。

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3中描述的H_zMoO_x(z约为2，x约为2到4)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。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了某些具体细节以便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，虽然本文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进行许多改编和修改。这些修改包括用已知等同物代替本发明的任何方面，以便以基本相同的方式获得相同的结果。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。

如本文所用的，术语“包括”旨在表示组合物和方法包括所列举的元素，但不排除其他元素。当用于定义组合物和方法时，“基本上由......组成”意味着排除对组合具有任何重要意义的其他元素。例如，基本上由本文定义的元素组成的组合物不排除不会实质上影响要求保护的发明的基本和新颖特征的其他元素。“由......组成”是指排除超过痕量的其他成分和所述的实质方法步骤。由这些过渡项中的每一个定义的实施例都在本发明的范围内。

数值范围还包括定义范围的数字。另外，单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。

本说明书中对“一个实施例”，“实施例”或“一些实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施例中”，“在实施例中”或“在一些实施例中”不一定都指代相同的实施例，而是在某些情况下可以指代相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或更多个实施例中以任何合适的方式组合。

当在数值之前使用时，术语“约”表示该值可以在合理范围内变化，例如±10％，±5％和±1％。

“烷基”是指仅由碳(C)和氢(H)原子组成的直链或支链烃链基团，其为饱和或不饱和的(即含有一个或更多个双键和/或三键)，具有1到30个碳原子(C₁-C₃₀烷基)，通过单键附接到分子的其余部分，例如甲基、乙基、正丙基、1-甲基乙基(异丙基)、正丁基、正戊基、1,1-二甲基乙基(叔丁基)、3-甲基己基、2-甲基己基、乙烯基、丙-1-烯基、丁-1-烯基、戊-1-烯基、戊-1,4-二烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基等。除非在说明书中另有特别说明，烷基可以被可选地取代。在一些实施例中，烷基是具有1至20个碳原子(C₁-C₂₀烷基)，1至10个碳原子(C₁-C₁₀烷基)，1至6个碳原子(C₁-C₆烷基)或1-4个碳原子(C₁-C₄烷基)的直链或支链烃链基团。

“水合物”是指通过将水分子与化合物分子(例如金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐)组合而形成的复合物。

“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括所述事件或情况发生的实例和不发生的实例。例如，“可选取代的烷基”是指烷基可以被取代或可以不被取代，并且该描述包括取代的烷基和没有取代的烷基。

在一些实施例中，提供了在低温下制备的金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐，其可用作电致变色装置中的电荷存储材料。在一些实施例中，低温金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐在低于150℃的温度下制备。在柔性电致变色装置中，所有三层(电致变色层、电解质层和电荷存储层)的加工温度不能超过塑料衬底材料的玻璃化转变温度。在一些实施例中，加工温度低于150℃。提供低温溶液可加工材料对于获得低成本柔性电致变色薄膜至关重要。低温可加工的金属氧化物、多金属氧酸盐或金属青铜作为有效的电荷存储材料可显著地降低柔性电致变色装置的加工难度。此外，材料在可见范围内是透明的，并且当从透明状态变为不透明状态时，不会出现主要的颜色变化，反之亦然，因此它们不会显著干扰电致变色层。在一些实施例中，本文所述的电荷存储材料在可见光范围内至少约70％透明。透明度测量可以通过美能达光谱仪进行，诸如CM-5。在一些实施例中，本文所述的电荷存储材料为约70％至90％透明。这种材料的制备避免了利用高温或真空，因此也可以降低柔性电致变色产品的总成本。

在一些实施例中，金属氧化物是TiO₂、NiO,、Nb₂O₅、WO₃、NiO、V₂O₅、MoO₃、CoO、MoO₂、Ni₂O₃、Co₂O₃、VO_x和MoO_y等中的一种或更多种，其中x约为2到2.5，y约为2到3，以及上述金属氧化物复合物或前体或多金属氧酸盐的任何混合物。在一些实施例中，金属氧化物的分子式为M¹ _y1M² _y2M³ _y3O_x，其中每个M¹、M²和M³独立地为金属，如Ti、Ni、Nb、W、V、Mo、Si、Zr、Al或Co，每个y1、y2和y3独立地为0至100，条件是y1、y2和y3中的至少一个不为0，并且x为1至100。在一些实施例中，每个y1、y2和y3独立地为0至50，或0至20，或0至10，条件是y1、y2和y3中的至少一个不为0。在一些实施例中，x为1.5至3，每个y1、y2、y3独立地为0至1，条件是y1+y2+y3等于1。

在一些实施例中，金属氧化物是水合物。在一些实施例中，金属氧化物的分子式为M¹ _y1M² _y2M³ _y3O_x·nH₂O，其中每个M¹、M²和M³独立地为金属，如Ti、Ni、Nb、W、V、Mo、Si、Zr、Al或Co，x为1.5至3，每个y1、y2和y3独立地为0到1，条件是y1+y2+y3＝1，并且n为0.001至3。

在一些实施例中，金属氧化物是以下的一种或更多种：

V_y1Ti_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，

V_y1Si_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，

V_y1Al_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，

V_y1Mo_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，

V_y1Nb_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，

V_y1Zr_y2O_x·nH₂O，其中y1与y2的比约为1:1到50:1，

以及V_y1Ti_y2Al_y3O_x·nH₂O，或其他三价、四价金属氧化物混合物，或其纯净形式的氧化物，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，

其中x约为2至2.75，y1+y2约为1或y1+y2+y3约为1，并且n约为0至3。在一些实施例中，y1与y2的比约为1：1至40：1，或约1：1至约30：1，或约1：1至约20：1，或约1：1至约10：1，或约1：1至约5：1，或约1:10至约50：1，或约10：1至约50：1，或约10：1至约40：1，或约10：1至约30：1，或约10：1至约20：1，或约20：1至约50：1，或约20：1至约40：1，或约20：1至约30：1，或约30：1至约50：1，或约30：1至约40：1。在一些其他实施例中，y1与y2的比约为1：2。在一些实施例中，y1与y3的比约为1：1至40：1，或约1：1至约30：1，或约1：1至约20：1，或约1：1至约10：1，或约1：1至约5：1，或约1:10至约50：1，或约10：1至约50：1，或约10：1至约40：1，或约10：1至约30：1，或约10：1至约20：1，或约20：1至约50：1，或约20：1至约40：1，或约20：1至约30：1，或约30：1至约50：1，或约30：1至约40：1。在一些其他实施例中，y1与y3的比约为1：2。在一些实施例中，y2与y3的比约为40：1至约1:50，或约40：1至约1:40，或约40：1至约1:30，或约40：1至约1:20，或约40：1至约1:10，或约40：1至约1：1，或约40：1至约10：1，或约40：1至约20：1，或约40：1至约30：1，或约30：1至约1:50，或约30：1至约1:40，或约30：1至约1:30，或约30：1至约1:20，或约30：1至约1:10，或约30：1至约1：1，或约30：1至约10：1，或约30：1至约20：1，或约20：1至约1:50，或约20：1至约1:40，或约20：1至约1:30，或约20：1至约1:20，或约20：1至约1:10，或约20：1至约1：1，或约20：1至约10：1，或自10：1至约1:50，或约10：1至约1:40，或约10：1至约1:30，或约10：1至约1:20，或约10：1至约1:10，或约10：1至约1：1，或约1：1至约1:50，或约1：1至约1:40，或约1：1至约1:30，或约1：1至约1:20，或约1：1至约1:10，或约1:10至约1:50，或约1:10约1:40，或约1:10至约1:30，或约1:10至约1:20，或约1:20至约1:50，或约1:20至约1:40，或约1:20至约1:30，或约1:30至约1:50，或约1:30至约1:40。

在一些实施例中，金属青铜(或氢金属氧化物青铜)的分子式为H_zM¹ _y1M² _y2M³ _y3O_x，其中每个M¹、M²和M³独立地为金属，如Ti、Ni、Nb、W、V、Mo、Si、Zr、Al或Co，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，并且每个x和z独立地为1到100。在一些实施例中，每个y1、y2和y3独立地为0到50，或0到20，或0到10，条件是y1、y2和y3中的至少一个不为0。在一些实施例中，x为1到10，每个y1、y2、y3独立地为0到5，条件是y1+y2+y3为1到5，z为1到5。在一些实施例中，x为1.5到6，每个y1、y2、y3独立地为0到2，条件是y1+y2+y3为1到3，z为1。在一些实施例中，金属青铜是HMoO_2.4、HMoO_2.75、HMoO_2.93、HMoO₃、HV₂O₅或HVO_2.46。在一些实施例中，金属青铜包括过渡金属青铜氧化物，并且过渡金属可以包括：Ti、Ni、Nb、W、V、Mo、Si、Zr、Al和/或Co。

多金属氧酸盐是多原子离子，通常是阴离子。在一些实施例中，多金属氧酸盐包含通过共用氧原子连接在一起以形成封闭的三维框架的两个或更多个过渡金属含氧阴离子。在一些实施例中，多金属氧酸盐包含通过共用氧原子连接在一起以形成封闭的三维框架的三个或更多个过渡金属含氧阴离子。在一些实施例中，每个金属原子独立地为第6族(例如，Mo或W)或第5族(例如，V，Nb或Ta)过渡金属。在一些实施例中，每个金属原子处于其高氧化态。在一些实施例中，多金属氧酸盐是同多金属盐，仅包含一种金属和氧化物。在一些实施例中，多金属氧酸盐是杂多金属盐，包含一种金属、氧化物和主族含氧阴离子(磷酸盐、硅酸盐等)。在一些实施例中，多金属氧酸盐是水溶性的完全无机的前-过渡金属-氧-阴离子簇。在一些实施例中，多金属氧酸盐包含分子式为[A_sM¹ _y1M² _y2M³ _y3O_x]^m-的阴离子，其中A为P或Si，每个M¹、M²和M³独立地为金属，如Ti、Ni、Nb、W、V、Mo、Si、Zr、Al或Co，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，每个s和x独立地为1到100，并且m是1到10的整数。在一些实施例中，每个y1、y2和y3独立地为0到50，或0到20，或0到10，条件是y1、y2和y3中的至少一个不为0。在一些实施例中，y1、y2和y3中的一个、两个或三个是整数。在一些实施例中，A是P。在一些实施例中，A是Si。在一些实施例中，s是整数。在一些实施例中，s为1、2、3、4或5。在一些实施例中，x为1到70。在一些实施例中，x是整数。在一些实施例中，x为40或62。在一些实施例中，m为1、2、3、4、5、6、7或8。

在一些实施例中，多金属氧酸盐包括[PW₁₂O₄₀]^3-、[PMo₁₂O₄₀]^3-、[P₂W₁₈O₆₂]^6-、[P₂Mo₁₈O₆₂]^6-、[Si₂Nb₆W₁₈O₇₇]^8–或[SiNb₃W₉O₄₀]^7–。在一些实施例中，多金属氧酸盐还包含阳离子，例如H⁺,Li⁺,Na⁺,K⁺,or NH₄ ⁺。多金属氧酸盐的示例包括但不限于H₃PW₁₂O₄₀、H₃PMo₁₂O₄₀、K₆P₂W₁₈O₆₂、(NH₄)₆P₂W₁₈O₆₂、(NH₄)₆P₂Mo₁₈O₆₂和H₃PMoO₄₀。

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，提供了电致变色装置的电荷存储材料，其包含金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐。本文描述的电荷存储材料提供了高性能。

在一些实施例中，电荷存储材料为薄膜层(电荷存储层)的形式，其包含金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐及其本文所述的纳米颗粒形式。在一些实施例中，膜的厚度约为10nm到1000nm，例如约20nm至约500nm，约20nm至约200nm，或约20nm，约50nm，约100nm，约150nm，或约200nm，或任何两个数字之间的任何范围，包括端点。

在一些实施例中，电荷存储材料是纳米颗粒的形式。在一些实施例中，纳米颗粒的尺寸为约1nm至约1000nm，例如约10nm至约500nm，约20nm至约200nm，或约10nm，约20nm，约50nm，约100nm，约150nm，或约200nm，约250nm，约500nm，或任何两个数字之间的任何范围，包括端点。

本公开还涉及包含本文所述的电荷存储材料的电致变色装置。电致变色装置的其他组成部分通常是本领域已知的。

在电致变色装置中，存在两组材料，阳极在施加正电压并驱动装置时被氧化，而阴极被还原。本文所述的金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐可用作阳极或阴极电荷存储材料。在一些实施例中，本文所述的溶液处理的低温金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐可用作阳极或阴极电荷存储材料。在一些实施例中，电致变色装置还包含如美国专利No.9,975,989中所述的电致变色聚合物，该专利通过引用整体并入本文。

在一些实施例中，电致变色装置包括电致变色层、电解质层和电荷存储层，如图1所示，其中电荷存储层包括本文所述的金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐。

在一些实施例中，提供了制备可用作电致变色装置中的电荷存储材料的金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐的方法。在一些实施例中，溶液处理的低温金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐可用作电致变色装置中的电荷存储材料。

金属氧化物可以在涂覆之前或在涂覆过程中合成。在一些实施例中，金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐的前体是一种或更多种金属醇盐。在一些实施例中，金属醇盐具有结构M(OR)_p，其中M是金属，例如Ti、V、Nb、Zr、Mo、Ni、Cu或Cr，或其混合物，R是烷基，p为1、2、3、4、5或6。在一些实施例中，R是C₁-C₄烷基，例如甲基、乙基或异丙基。

在一些实施例中，该方法包括将金属醇盐混合在如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、甲氧基乙醇的溶剂中以形成溶液或悬浮液。在一些实施例中，该方法还包括将溶液或悬浮液涂覆在衬底上以形成湿层。在环境条件下放置后，金属醇盐水解成相关的金属氧化物。在一些实施例中，该方法还包括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，以形成电荷存储材料。在一些实施例中，衬底是柔性衬底并且不耐高温。

在一些实施例中，该方法包括在溶剂中形成金属氧化物的纳米颗粒的溶液或悬浮液，所述溶剂例如甲醇、乙醇或异丙醇或水，形成溶液或悬浮液的薄层，然后通过干燥溶液或悬浮液的薄层形成金属氧化物的固体膜。

在一些实施例中，该方法包括利用氧化剂如H₂O₂在溶剂(例如甲醇，乙醇或异丙醇)中氧化金属，以形成包含金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐的溶液或悬浮液。在一些实施例中，该方法还包括形成溶液或悬浮液的薄层，然后通过干燥溶液或悬浮液的薄层形成金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐的固体膜。

在一些实施例中，本文描述的方法不包括高于150℃的温度。在一些实施例中，本文所述的方法在环境温度下进行。

在一些实施例中，提供了通过本文所述的方法制备的金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐，其可用作电致变色装置的电荷存储材料。

示例

通过参考以下示例进一步限定了本技术。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对组合物和方法进行许多修改。

示例1：氧化钛

这种氧化物材料可以是预先合成的，如TiO₂纳米晶体，并且溶解或分散在适当的溶剂中。例如，将在水中的5nm至15nm锐钛矿TiO₂纳米晶体的分散体稀释至10mg/mL的浓度。利用狭缝式模头涂布机分散溶液，以形成具有20微米厚的液体层的均匀薄膜。所得到的干燥的TiO₂固体层厚约200nm。这种薄层可以用作阴极中的电荷存储层，其中电致变色聚合物材料作为阳极。US2017/0299932描述了电解质，其通过引用整体并入本文。电致变色聚合物可以在2.1V下完全脱色，并在-1.0V下可逆地着色。两种状态的吸收光谱如图2所示。

示例2：氧化钼

在成膜期间还可以通过诸如水解过程的反应形成金属氧化物复合物。通过狭缝式模头涂布机施加具有1％重量比的乙醇的Mo(OC₂H₅)₅，并形成固体膜。将该膜烘烤并与电致变色聚合物和电解质(例如US2017/0299932中描述的那些)组合以形成活性电致变色装置。这种装置可以在1.5V和-1V下在不透明和透明之间切换，吸收光谱如图3所示。

示例3：多金属氧酸盐

金属氧化物或多金属氧酸盐可以合成为金属青铜或溶液。将1g Mo加入100mL乙醇中，然后加入3mL 30％的H₂O₂。将混合物在室温下搅拌过夜，得到深蓝色的金属青铜溶液。通过狭缝式模头涂布机施加溶液以形成100nm的固体膜，这种金属青铜材料的组成建议为HyMoOx。用电致变色聚合物和电解质组成这种膜以形成活性装置。这种装置可以在1.2V至-1V可逆地切换。吸收光谱如图4所示。

应用/用途

本文公开的包含金属氧化物、金属青铜或多金属氧酸盐的电荷存储材料的实施例可用于各种应用、装置、工业等。例如，电荷存储材料可以配置用于智能窗和显示技术，例如防眩光汽车后视镜、智能窗，配置为调节透射或反射的太阳辐射，用于汽车、飞机、建筑物等；防护眼镜；伪装和/或变色材料；和其他电致变色装置。

实际上，除了本文所示和所述的那些之外，根据前面的描述，本发明的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。这些修改也旨在落入所附权利要求的范围内。