变色器件是一种在外界刺激下（光、温度、压力、湿度、和电场等）具有可逆变色的能力的装置，在显示器、汽车和建筑行业等领域展示出了巨大的应用潜力。在开发所有的可逆颜色变换中，无色透明与黑色之间的可逆颜色变换可以有效地将光从完全透射状态过滤到不透明的状态，达到调节光强度和室内温度从而实现节能的目的。常见的实现策略有颜色混合理论与整合不同的发色团于一种分子中，但这些变色材料在褪色时很难达到高的透过态，不能有效的实现无色与黑色之间的可逆颜色变换，阻碍了其实际应用。因此，设计和开发新型变色材料是解决这一问题的关键。

1、一种实现无色与黑色之间的可逆颜色变换的新策略：基于有机-无机杂化钙钛矿MAPbBr₃的电化学过程，研制了在整个可见光区域完全反向吸收的无色与黑色可逆变换的器件；

2、在整个可见区域显示高对比度：在中性状态下，器件在整个可见区域显示出优越的透光率；器件在400-800 nm范围内，其整体平均对比度高达73%；

3、器件对比度可调：通过控制钙钛矿浓度和施加电压，在400-800 nm波长范围内实现有效地调制对比度。

作者通过两步溶剂工程的方法成功合成了MAPbBr₃材料，该方法可以获得大规模、高转化率和高纯相的钙钛矿材料。将其均匀地溶解到有机溶剂中作为电化学器件的活性层组，可以获得具有在中性状态下高的可见光透过率，这是构筑具有高透过率变色器件的前提。通过对器件施加适当的电压，利用钙钛矿的电化学性质，其在整个可见光谱内都具有高的吸收，器件展现出无色到黑色的转换。当电压为0 V时，器件又会从黑色褪为无色状态。通过对器件施加不同电压的切换，器件可以实现无色到黑色之间的可逆转换，在整个可见光范围内具有高的光调制特性，其在整个可见光谱的平均对比度高达73%。此外，通过改变浓度和施加电压，该装置的对比度可以很容易地在整个可见区域进行调制。

该成果以“Colorless to black switching with high contrast ratio via the electrochemical process of a hybrid organic–inorganic perovskite”为题发表在Carbon Energy上

综上所述，基于有机-无机杂化钙钛矿MAPbBr₃的电化学过程，开发了一种在可见光区完全可逆吸收的无色-黑色可逆颜色转换的开关器件。该器件的优点：

（1）有机-无机钙钛矿材料可以形成在整个可见光谱上具有优越透过率的无色溶液；

（2）MAPbBr₃在电子转移过程中，发生氧化还原反应产生了Pb和Br₂。该器件可以在整个可见区域上着色和漂白，实现无色与黑色之间的可逆颜色变化，其综合对比度在400-800 nm高达73%；

（3）通过控制钙钛矿的浓度和施加电压，可以调节铅的微观结构，使得器件的对比度在400-800 nm波长范围内有效地调节。此实验结果表明，利用钙钛矿的电化学过程可以实现可逆的颜色切换，这将为开关器件的进一步开发提供有益的启示。

论文原文在线发表于Carbon Energy，点击“阅读原文”查看论文

论文标题：

Colorless to black switching with high contrast ratio via the electrochemical process of a hybrid organic–inorganic perovskite

论文网址：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cey2.358

DOI:10.1002/cey2.358