太阳能电池组件被添加到变成什么Photocapacitors吗?

在《华尔街日报》最近发表的一篇文章ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩,研究人员讨论了太阳能电池的转换为photocapacitors没有额外的电容组件的使用。

研究:将太阳能电池转换为Photocapacitors没有额外的电容组件的结合。图片来源:zhengzaishuru / Shutterstock.com

背景

Photocapacitors吸引力为电源充电的应用程序中与光比用电收费。大多数photocapacitors包括一个电容和一个太阳能电池。因为普通太阳能电池不能在黑暗中保持photogenerated指控和电容器不能创建费用通过光、多组分的设备架构是必要的。然而,添加额外的电容单位太阳能电池,如high-surface-area电荷存储电极和电介质,可能导致更复杂的或不相容的生产方法和材料成本的上升。

最小的设备尺寸用更少的组件需要医学应用光遗传学、光致神经刺激或神经元可以通过photocapacitors进行。减少设备的复杂性,photocapacitors通常使用一个新的太阳能电池配置。然而,这种电容器的性能较低的混合动力系统,特别的保留时间。

负载放电曲线用于估计photocapacitor的电容。图片来源:友江,问:j . et al ., ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩

关于这项研究

在这项研究中,作者色素增感太阳能电池可以很容易地讨论了如何规范操作的电容器不需要安装额外的电容组件。这是通过有效的限制细胞的快速的在黑暗中电荷复合和减少自卸过度造成的电子设备内的泄漏。

消除氧化物种可以作为电解质的复合中心经营,以及减少代理人的正确选择与氧化还原电位提供染料再生率低,被用来实现这个属性。

团队展示的功能近红外(n-IR)太阳能电池photocapacitor作为医疗和无创性无线充电电源的应用程序。基本的电子传递机制发生色素增感太阳能电池的照明(DSSC)综述了解释这个自卸的起源。

光子被吸收的光敏染料分子,兴奋的一个电子的最高占据分子轨道(HOMO)最低未占据分子轨道(LUMO)。激动的LUMO的电子注入TiO的导带₂光电阳极。

研究人员提出了一个方法删除所有从电解质中氧化物质在黑暗中,曝光后复合中心的数量减少。

负载放电曲线用于估计n-IR photocapacitor电容。图片来源:友江,问:j . et al ., ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩

观察

在17个小时的自放电时间在黑暗中,photocapacitor保留约22.6%的最大V_OC。在17个小时的自放电时间在黑暗中,设备保留约54%的最大V_OC。电池的电容是决定1.4 mF厘米²当一个当前-10 nA。小工具达到最大放电电流密度J_SCμA -11.11毫米²在短路在黑暗中完全充电时275 mW厘米²同时为120年代开路。此外,32个充电周期后275 mW厘米²和放电在黑暗中在-100 nA提取当前的n-IR photocapacitor稳定和保存其V_OC。

准备太阳能电池photocapacitor提供简单设备建设和绩效管理,以及更低的原料成本。与介孔DSSCs high-surface-area TiO₂光电阳极电极,也可以作为高密度电荷存储达到这个性质。

氧化染料分子恢复一个电子从附近的还原剂在相应的电解液继续收集光子和电子的注入到TiO₂光电阳极。将一个电子转移到氧化染料后,还原剂转化为氧化剂。电子TiO₂层可以迁移到附近氧化TiO的航天飞机₂表面。电荷复合,电子损失机制,降低了载流子在光电阳极的密度,降低了准费米水平E_F。因此,开路电位V_OC降低了。

J_SC交付的近红外光线带电photocapacitor后在黑暗中各种存储时间。收费在275 mW /厘米²740海里峰值n-IR辐照度120年代的开路。图片来源:友江,问:j . et al ., ACS应用能源材料欧洲杯足球竞彩

结论

总之,本研究表明,太阳能电池可以用简单的电化学转化为photocapacitors调整而不是添加额外的电容组件。发现抑制电荷复合是至关重要的实现通过减少DSSCs的快速自卸电容行为。

最重要的策略是减少电解质中氧化物种的存在,作为复合中心。此外,染料再生率应该降低,这样减少氧化剂,因此受光的复合中心创建而充电。

这可以通过选择正确的氧化还原电势降低航天飞机。作者强调,提出低成本近红外太阳能电池photocapacitors非常适合需要一些组件和简单设备的应用程序架构,如植入物在各种生物医学领域,如光致神经元刺激光遗传学或红外线为起搏器计费辅助电源。

源

友江,问:J。Cuhadar C。茶,w·K。,等。将太阳能电池转换为Photocapacitors没有额外的电容组件的结合。ACS应用能源材料(2022)。欧洲杯足球竞彩https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.2c00351

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