近日，我校物理与光电工程学院微纳光电材料与器件课题组构建的兼具光电转换界面和电子传输界面的双功能光电极，成功实现了太阳能充电钠离子电池，并详细阐述了双功能光电池在光照下的储能机理，为储能半导体材料在光电池储能领域的应用提供了理论基础。

该研究成果以“双功能Z型TiO2@MoS2@NC多异质结构用于光驱动超快钠离子存储”为题发表在国际顶级学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上，这是我校首次以第一单位在该期刊上发表学术成果，实现了在该领域顶级学术期刊发表成果的新突破。

太阳能可再生清洁能源的高效利用是实现可持续发展的有效途径。但间歇的太阳能转换与存储通常将太阳能电池与储能系统连接使用，这种方法不仅增加了系统的成本和能量损失，还存在太阳能电池输出电压与储能系统输入电压不匹配的问题。因此，发展兼顾太阳能吸收和能源存储一体的双功能光电池成为当下研究的热点。

作为光电池的核心，双功能光电极既要具有优异的可见光吸收，高效的光生载流子分离与传输特性，还要具有作为储能材料的高容量、高电化学稳定性以及快速的动力学等特性。基于此，课题组通过原子层沉积和阴离子交换策略构建了具有双功能特性的光电极材料，并首次实现太阳能充电钠离子电池。

▲光可充钠离子电池的原理示意图以及电池在黑暗和光照状态下的电化学性能

实验过程中，电池封装问题引起的负极氧化变质，导电玻璃引起电池断路等棘手问题对课题造成了一定的影响。为成功组装达到要求的光充钠离子电池，陈玉金教授、赵赢营博士及李锦航同学对出现的问题逐一分析并提出多种切实可行的解决方案，在反复实验后，终于成功组装出具有优异电化学性能的光电池。该研究成果突破了传统的间接太阳能转换与存储方式，成功实现了太阳能电池的一体化光储充技术。该技术具有简化器件结构和降低成本的优势，有效避免了额外能量损失，对我国实现双碳战略目标和创建绿色智能型社会有望提供技术支撑。该技术的成功应用也为太阳能充电设备提供了一种崭新的策略，是航空航天等领域的理想动力源。

▲赵赢营指导学生组装光电池

▲微纳光电材料与器件课题组全体师生

《德国应用化学》期刊作为化学领域顶级期刊，收录的论文注重原创性、结果的重要性、内容的通俗性以及科学的正确性。该期刊为JCR一区，2022年影响因子为16.823。