来源：Ohio State University

来源：Kevin Fitzsimons, courtesy of The Ohio State University.

继去年秋天推出世界上第一款太阳能空气电池之后，来自俄亥俄州立大学的研究人员又达到了一个新的里程碑。在美国JACS杂志上，他们介绍了一项最新专利——将一个太阳能电池和一个电池集成到单个装置中，和传统锂离子电池相比，该装置可节省20%电能，而这20%来自于太阳能。其中使用的太阳能电池板是固态薄板，而不是网状设计。而且在电池中使用的是水基电解质。由于水在内部循环，这种新设计的电池又称为水流体电池。

“真正的创新是我们成功地实现了太阳能电池的液体流动。”Wu介绍说。“这项技术和现在的电池技术相比非常具有竞争力，也非常容易和现在的技术相集成，且环境友好，维护方便。”全世界的研究人员都在努力开发液体流动电池，因为从理论上来讲，它们能提供电网级储能。太阳能流动电池则可以为当今的能源网和可再生能源之间搭建桥梁。“这种设计的太阳能流动电池可以用于电网级太阳能转化和存储，以及生产电解质燃料等，有助于将来电动车的发展。”该论文主要作者Mingzhe Yu说。

在之前，Yu设计了没有钛网的太阳能电池板，以便空气能穿过电池。但是这种新型液体流动电池不需要空气，因此现在太阳能电池板是一种固态板。由于研究人员使用红色染料来使得这种材料能捕捉并转化太阳光为电子，然后这些电子可存储在太阳能电池的锂阳极部分。因此这种太阳能电池板被称为染料敏化太阳能电池，然而，需要载体将电子从太阳能电池转移到电池中。液态电解质是一种典型的盐和溶剂的混合；以前，研究人员使用的高氯酸锂盐与有机溶剂二甲亚砜混合，现在他们采用碘化锂为盐，水作为溶剂。

在测试中，研究人员将太阳能流动电池和碘化锂电池进行了比较。它们的区别在于，太阳能流动电池可以采用更少的充电量而获得相同的输出。普通电池需要被充电至3.6V，而放电在3.3 V；对于太阳能流动电池在只需充电到2.9V，其省电量达到20%。该项目仍在进一步进行中，因此，毫无疑问地，研究人员会使得该电池的效率更高。该团队的终极目标是将太阳能电池的效率超过目前的20%，或许达到100%。“这是我们的下一步，即达到完全的太阳能可充电电池。”Wu说。

新材料在线编译整理——翻译：杨超   校正：摩天轮