Solar RRL:集成太阳能电池和超级电容器的双功能单体器件的研究进展

太阳能电池技术是利用太阳能的一种非常有效的方法,但由于太阳光的间歇性,太阳能电池不能连续地输出功率,因此需要储能设备来存储太阳能电池转换的能量。超级电容器作为一种电化学储能设备,具有充放电速率快、循环寿命长、功率密度大、绿色环保和免于维护等优点,因此通常被用来与太阳能电池组成能量转换和存储系统。但传统的能量转换和存储系统通常通过外部电线连接,这将导致能量存储效率降低。此外,传统的能量转换和存储系统体积较为笨重,不能应用于便携和可穿戴设备。因此,如何进一步提高能量存储效率、降低太阳能利用成本,是一个值得研究的问题。集成光电转换和能量存储的双功能单体器件——光超级电容器应运而生。自2004年Miyasaka等人首次将染料敏化太阳能电池与电容器集成为双功能单体器件以来,经过过去13年的研究,光超级电容器有了迅速的发展。按照太阳能电池的类型划分,染料敏化太阳能电池型、聚合物太阳能电池型、量子点敏化太阳能电池型和钙钛矿太阳能电池型光超级电容器相继报道,其研究重点主要集中在验证不同类型太阳能电池和超级电容器单体器件集成的可行性方面。该器件不仅提高了能量存储效率,还使得能量转换和存储系统变得更轻,非常有希望应用于便携和可穿戴设备。

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近期,中科院兰州化物所阎兴斌研究员等人在Solar RRL上发表综述性文章,详细介绍各种类型光超级电容器的发展历程和代表性的研究进展,然后指出了当前光超级电容器领域存在的主要问题,最后对其将来发展方向和机遇进行了展望。作者希望通过这篇综述能够让更多的人关注光超级电容器领域,为该领域的发展提供有价值的信息,从而促进该领域的研发,早日实现光超级电容器的成功应用。相关文章发表在Solar RRL(DOI: 10.1002/solr.201700002)上。

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