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Integrating a dual-silicon photoelectrochemical cell into a redox flow battery for unassisted photocharging.
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2016-May-04 , DOI: 10.1038/ncomms11474 Shichao Liao , Xu Zong , Brian Seger , Thomas Pedersen , Tingting Yao , Chunmei Ding , Jingying Shi , Jian Chen , Can Li
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2016-May-04 , DOI: 10.1038/ncomms11474 Shichao Liao , Xu Zong , Brian Seger , Thomas Pedersen , Tingting Yao , Chunmei Ding , Jingying Shi , Jian Chen , Can Li
Solar rechargeable flow cells (SRFCs) provide an attractive approach for in situ capture and storage of intermittent solar energy via photoelectrochemical regeneration of discharged redox species for electricity generation. However, overall SFRC performance is restricted by inefficient photoelectrochemical reactions. Here we report an efficient SRFC based on a dual-silicon photoelectrochemical cell and a quinone/bromine redox flow battery for in situ solar energy conversion and storage. Using narrow bandgap silicon for efficient photon collection and fast redox couples for rapid interface charge injection, our device shows an optimal solar-to-chemical conversion efficiency of ∼5.9% and an overall photon-chemical-electricity energy conversion efficiency of ∼3.2%, which, to our knowledge, outperforms previously reported SRFCs. The proposed SRFC can be self-photocharged to 0.8 V and delivers a discharge capacity of 730 mAh l(-1). Our work may guide future designs for highly efficient solar rechargeable devices.
中文翻译:
将双硅光电化学电池集成到氧化还原液流电池中,以进行无辅助的光充电。
太阳能可充电流动池(SRFC)提供了一种有吸引力的方法,可通过放电的氧化还原物质的光电化学再生来原位捕获和存储间歇性太阳能,以进行发电。但是,整个SFRC性能受到无效的光电化学反应的限制。在这里,我们报告了一种基于双硅光电化学电池和醌/溴氧化还原液流电池的高效SRFC,用于原位太阳能转换和存储。我们的设备使用窄带隙硅进行有效的光子收集,并使用快速的氧化还原对进行快速的界面电荷注入,我们的器件显示出约5.9%的最佳太阳能化学转化效率和3.2%的整体光化学电能转化效率,据我们所知,其性能优于先前报告的SRFC。拟议的SRFC可以自光充电至0.8 V,并提供730 mAh l(-1)的放电容量。我们的工作可能为高效太阳能可充电设备的未来设计提供指导。
更新日期:2016-05-07
中文翻译:
将双硅光电化学电池集成到氧化还原液流电池中,以进行无辅助的光充电。
太阳能可充电流动池(SRFC)提供了一种有吸引力的方法,可通过放电的氧化还原物质的光电化学再生来原位捕获和存储间歇性太阳能,以进行发电。但是,整个SFRC性能受到无效的光电化学反应的限制。在这里,我们报告了一种基于双硅光电化学电池和醌/溴氧化还原液流电池的高效SRFC,用于原位太阳能转换和存储。我们的设备使用窄带隙硅进行有效的光子收集,并使用快速的氧化还原对进行快速的界面电荷注入,我们的器件显示出约5.9%的最佳太阳能化学转化效率和3.2%的整体光化学电能转化效率,据我们所知,其性能优于先前报告的SRFC。拟议的SRFC可以自光充电至0.8 V,并提供730 mAh l(-1)的放电容量。我们的工作可能为高效太阳能可充电设备的未来设计提供指导。