英國研究人員開(kāi)發(fā)了一種帶有由二氧化釩制成的光電陰極的電池,用于收集光并儲存鋅離子和氧化鋅作為電荷傳輸層。該設備在 500 次循環(huán)后顯示出約 1.2% 的效率和約 73% 的容量保持率。
劍橋大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種可光充電的鋅離子電池,能夠收集和儲存太陽(yáng)能。這些電池被認為是發(fā)展中國家離網(wǎng)社區的低成本能量收集和存儲解決方案,邁克爾沃爾德教授表示。
該電池由二氧化釩 (VO2) 制成的光電陰極構成,用于收集光和儲存鋅離子和氧化鋅 (ZnO) 作為電荷傳輸層。選擇二氧化釩是因為它在可見(jiàn)光譜中的帶隙能量和顯著(zhù)的快速充放電動(dòng)力學(xué)。此前,作者已經(jīng)在表面約 100cm 2 和 64cm 2光學(xué)窗口的電池中實(shí)現了光電池,該光學(xué)窗口允許光線(xiàn)到達氧化釩并為電池充電。
在提議的配置下,電子被提取到 VO2 光電陰極的導帶,然后通過(guò)氧化鋅 (ZnO) 層傳輸到碳纖維 (CF),該層也用于阻擋空穴。
研究人員說(shuō):“電子提取和阻斷 VO2 中的空穴的這種聯(lián)合作用導致光充電,”研究人員說(shuō),并指出 ZnO 層用于電荷傳輸,而 VO2 用于能量存儲。
ZnO 層涂覆在集電器上,VO2 光電陰極直接合成在 ZnO 層上。
“這改進(jìn)了電荷分離和活性材料之間的界面,與 VO2 與電子傳輸材料物理混合的材料相比,光轉換效率提高了 2.8 倍,”學(xué)者們說(shuō)。
該電池的效率約為 1.2%,而使用其他光電陰極材料制造的類(lèi)似電池的效率約為 0.6%。在 500 次循環(huán)后,它還表現出約 73% 的容量保持率。
“下一步是在現實(shí)條件下測試這些電池,”沃爾德說(shuō)。研究人員所描述的“Vanadium dioxide–zinc oxide stacked photocathodes for photo-rechargeable zinc-ion batteries”,最近發(fā)表在英國皇家化學(xué)會(huì )的期刊的材料化學(xué)甲皇家化學(xué)學(xué)會(huì )。
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