2021年,新能源电池已经成为各大厂商的必争之地,不管是汽车行业还是光伏行业。而印度最新一项针对太阳能充电锂电池的研究,有望颠覆传统充电模式。
据报道,印度塔塔基础研究院(TIFR)的科研人员,目前正在研发一种带有光敏性材料(photosensitive materials)的紧凑型锂电池,而这种电池可以直接利用太阳能充电,这与传统上将太阳能转换为电能的最大区别在于光伏、储能一体化,能有效降低能量的损耗。而这关于这一研究的论文也被刊登在了著名材料领域杂志《Nano-Micro Small》上。
研究人员表示,此前所研究的太阳能充电是将光伏电池和储能电池分别作为独立的实体。在转化的过程中,太阳能首先通过光伏电池转换为电能,而电能最终以化学能的形式储存在电池当中。
但是这个过程存在一个问题,即能量在组件之间转换的过程当中,会导致能量损耗,为了解决这个问题,由TIFR科研人员Amar Kumar领导的团队开始探索在电池内部使用光敏元件。
与此同时,该团队还将着手解决太阳能电池中一些最常见的缺陷,例如随着时间的推移,电池转换太阳能的能力下降。另外,电池所采用的有机电解质,可能会腐蚀电池内部的光敏性材料,并形成阻碍电池长期持续性能的副产物。
目前,Amar Kumar团队所探索的光敏性材料,可以与锂结合,并建立一个能防漏且能在环境条件下高效运行的太阳能电池。
另外,拥有两个电极的太阳能电池通常在其中一个电极中包含一种光敏染料,并与一种稳定的成分混合,有助于推动电子在电池中的流动。
但是,作为两种材料的物理混合物的电极,电极表面积的最佳利用有限制。为了避免这种情况,科研人员创造了一个由光敏二硫化钼MoS2和氧化钼MoOx组成的异质结构,作为一个单一的电极发挥作用。
作为一种异质结构,MoS2和MoOx通过化学气相沉积技术融合在一起,该电极允许有更多的表面积来吸收太阳能。因此,当光线照射到电极上时,光敏的MoS2产生电子,同时产生一种称为空穴的空位。MoOx将电子和空穴分开,并将电子转移到电池电路中。
通过研究发现,这种从零开始组装的太阳能电池,在暴露于模拟太阳光下时运行良好。
根据这些发现,Amar Kumar团队开始致力于挖掘MoS2和MoOx与锂阳极协同工作从而产生电流的机制。
不过,该团队也在一份媒体声明中说:“目前,虽然这种太阳能电池实现了光敏材料与光的更高互动,但它还没有实现产生最佳水平的电流,以充分给锂离子电池充电。”
原标题:有望颠覆传统!印度正研发光伏、储能一体化太阳能锂电池