双电极太阳能充电器件因其在太阳能转换和储存方面的潜在应用而引起人们的广泛关注。然而，界面能垒会导致严重的输出电压损失和可忽略的暗放电电流。因此，这些器件的暗放电需要外部偏置，进而限制了它们的实际应用。
近日，南京大学罗文俊副教授，姚颖方副教授报道了一种无偏压工作的Si/WO3/H2SO4(aq)/C双电极器件。该器件具有目前所有双电极太阳能充电器件的最高暗输出功率（0.8 mW/cm2）。
文章要点
1）研究人员通过光电沉积的方法在n+p-Si表面沉积WO3和MoO2.5。SEM图像显示，Si硅表面为金字塔结构，可捕捉太阳光。相同厚度（约1μm）的WO3和MoO2.5层均匀地涂覆在Si的金字塔表面。研究发现，与以往界面势垒高度恒定的电池型化学结不同，Si/WO3结在光充电和暗放电过程中表现出连续可调的界面势垒高度。
2）Si/WO3结的界面特性表现出典型的电容型行为，研究人员将Si/WO3结命名为电容型法拉第结。电容型法拉第结的新型界面特性提高了WO3法拉第电势，克服了界面能垒，实现了零偏压下的暗放电。
3）研究人员成功演示了一个由四个器件串联而成的单元来点亮LED灯泡。
本研究是关于太阳能充电装置中电容型法拉第结的首次报道，为在太阳能电池、人工突触、智能窗户等领域构建其他新器件铺平了道路。
Pin Wang, et al, A Capacitor-type Faradaic Junction for Direct Solar Energy Conversion and Storage, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202011930
https://doi.org/10.1002/anie.202011930
