英國(guó)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(chǔ)存鋅離子和氧化鋅作為電荷傳輸層。該設(shè)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(chǔ)存太陽(yáng)能。這些電池被認(rèn)為是發(fā)展中國(guó)家離網(wǎng)社區(qū)的低成本能量收集和存儲(chǔ)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(gòu)成，用于收集光和儲(chǔ)存鋅離子和氧化鋅 (ZnO) 作為電荷傳輸層。選擇二氧化釩是因?yàn)樗诳梢?jiàn)光譜中的帶隙能量和顯著的快速充放電動(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(xiàn)了光電池，該光學(xué)窗口允許光線到達(dá)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(dǎo)帶，然后通過(guò)氧化鋅 (ZnO) 層傳輸?shù)教祭w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(dǎo)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(chǔ)。

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(zhuǎn)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似電池的效率約為 0.6%。在 500 次循環(huán)后，它還表現(xiàn)出約 73% 的容量保持率。

“下一步是在現(xiàn)實(shí)條件下測(cè)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(guó)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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