第十五届全国表面工程大会

基于两电极或三电极体系的光电子转换及储存一体化器件是高效利用太阳能又一突破传统的创新途径。兼容电极作为同时具备光电子转换及电子储存和输运的多功能集成是一体化器件关键所在。目前，兼容电极材料虽然制备方法简单但复合材料的无序结构不利于载流子的快速传递，无法实现太阳能到电能的高效转换。因此我们通过原位生长的方法，以生物质碳为模板，通过简单的水热方法生长VS₄-BCx纳米花电极材料作为兼容电极材料，以锌片为负极，组装在开孔的纽扣电池中。光照下，由VS₄-BC光激发产生的载流子不仅增加了电子浓度提高了正极材料的导电性，而且光生电子和空穴促进了Zn²⁺的嵌入和脱出，加速了电池的反应动力学。在光照下，以VS₄-BC_0.02为光电极的PRB的放电比容量大大提高，在电流密度为0.5 A g^-1时，放电比容量从275 mAh g^-1（0.36 mAh cm^-2）提高至375 mAh g^-1（0.49 mAh cm^-2），增长量高达36.3%。此外，以VS₄-BC_0.02为光电极的PRB可以不需要额外施加电压，直接进行光充电，并在放电电流密度为0.5 A g^-1下，可以实现180 mAh g^-1（0.23 mAh cm^-2）的比放电容量，整体的光电转换效率达到了0.52%。这项工作将为实现太阳能的高效利用和高性能储能设备提供新途径。
 

光电子转换及储存一体化器件；,兼容电极材料,表界面调控,凝胶电解质