Small Methods:集成钙钛矿光电探测器的可原位自探测细微容量变化的电致变色超级电容器系统

在各类可再生能源均处于不连续且不稳定的输出情况下,能够高速充电的能源存储设备如超级电容器等获得了广大研究工作者的关注。目前,仍没有十分精确可靠的方案可以原位实时监测这些能源存储设备的健康状态,这使得其突然失效可能会带来一定的事故与危险。在前期工作(Light: Science & Applications, 7 (2018) 34)中,曾报道一种基于等离子体共振光纤作为电化学传感器监控储能状态的技术,但目前在实际应用中仍需解决例如封装方面等的一些技术难题。

电致变色超级电容器是一种充放电过程其颜色会发生变化的智能式的储能设备。此前许多研究均利用了光谱或肉眼的颜色变化与储能状态一一对应,但仍难以实现精确便捷地监控实时的电荷存储变化状态。

近日,暨南大学麦文杰教授和中山大学童叶翔教授在Small Methods上发表了题为“In Situ Monitoring Small Energy Storage Change of Electrochromic Supercapacitors via Perovskite Photodetectors”的研究性论文(DOI: 10.1002/smtd.201900731)。该工作提出了将钙钛矿光电探测器(CsPbBr3)与电致变色超级电容器(PANI//WO3非对称器件)构建成一个集成系统,选用波段合适的激光器(选用绿光520 nm)通过变色电容器照射在光电探测器的探测极,在储能设备充放电的过程中,光电探测器的响应电流可精确实时地反映其存储容量的变化(可探测最小电压变化达47.2 mV,最小容量变化达0.33 mC)。作者认为,这一设计思路有望在未来被应用在其他能源存储设备的实时状态监控上。