镍钴磷酸盐敏化钨掺杂钛酸纳米管柔性光电超级电容器用于高效光辅助能量存储

《Scientific Reports》：Rational design of nickel cobalt phosphate-sensitized tungsten-doped titania nanotubes (NiCoP@WTNT) for efficient light-assisted energy storage in flexible photo-supercapacitors

　　

摘要

开发高效且低成本的光伏能量收集与存储一体化系统仍然是下一代能源技术中的关键挑战。本文报道了一种基于镍钴磷酸盐（NiCoP）敏化钨掺杂钛酸纳米管阵列（NCP@WTNT）的柔性光电超级电容器，其作为双功能光电极使用。该异质结构兼具增强的光吸收能力、改善的电荷传输特性以及丰富的氧化还原活性位点，从而实现了增强型光辅助能量存储。优化后的电极在光照条件下面积比电容提升了4.1倍，从9.20提升至37.54 mF cm^?2，展现了其有效的光响应特性。由该材料制备的柔性器件表现出快速自充电行为、稳定的循环性能以及在多种弯曲条件下良好的机械稳定性。此外，无需外加偏压即可实现光充电以及光照条件下稳定的电化学性能，证明了将太阳能收集与存储在单一器件中进行集成的可行性。通过将双金属磷酸盐化学与钨掺杂钛酸纳米管架构相结合，本研究为提升柔性光电超级电容器的性能提供了一条有效策略。结果表明，NCP@WTNT结构作为低成本太阳能转换与存储一体化平台具有巨大潜力，为可穿戴和便携电子设备中的自供电、光响应及柔性储能器件提供了新的机遇。