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太陽能電池將太陽能電池和蓄電池結(jié)合在同一設(shè)備中，是一種新穎的分散式集成可再生能源供應(yīng)方法。提出這種設(shè)計是為了最大限度地減少由太陽能電池的電荷提取、布線以及電壓或電流失配引起的損失。

德國馬克斯普朗克固態(tài)研究所的研究人員探索了基于地球上豐富且廉價的二維聚合碳氮化物作為光電陽極的太陽能電池的光學(xué)設(shè)計特性。

為此，該團隊首先必須找到一種方法來沉積一層薄薄??的二維氮化碳鉀、聚庚嗪酰亞胺、K-PHI，它通常呈粉末形式或納米粒子的水懸浮液形式。然后，他們進行了光學(xué)模擬和實驗，以仔細研究太陽能電池的效率限制和設(shè)計考慮因素。

太陽能電池是半透明的，可以吸收兩側(cè)的光線。具體來說，它將一系列具有不同功能的半透明材料層夾在兩個高透明導(dǎo)電玻璃層之間。

通過計算包含不同 K-PHI 活性層厚度和相應(yīng)聚苯乙烯磺酸鹽空穴存儲材料層的太陽能電池內(nèi)的吸收率，研究人員發(fā)現(xiàn)，無論活性層厚度如何，只要收集層比有源層薄。

他們還發(fā)現(xiàn)，更薄的活性層會導(dǎo)致更大的光充電電流（更好的太陽能電池功能），但電容量更低（更差的電池功能）。

研究小組還報告說，他們的設(shè)備顯示出很強的多功能性。它既可以提供大的一次性電流，也可以提供較小的電流，這些電流可以持續(xù)較長時間，這是移動電話的典型要求。

“我們展示了在通過照明產(chǎn)生的光充電電流范圍內(nèi)的小放電電流下，能量輸出如何顯著增加。這使我們得出結(jié)論，只有輕微的光強度增加才能帶來顯著的性能提升，”研究人員在《先進能源材料》發(fā)表的《彌合太陽能電池和電池之間的差距：基于二維碳氮化物的雙功能太陽能電池的光學(xué)設(shè)計》中寫道。

他們補充說，論文中提出的結(jié)果可以轉(zhuǎn)移到其他太陽能電池概念，例如光電容器或太陽能氧化還原液流電池，它們都利用雙功能電極或具有分離的光吸收和電荷存儲材料異質(zhì)結(jié)。

原標(biāo)題：同時吸收、儲存光的太陽能電池