据介绍,在柔性透明储能器件中,透光率和能量密度相互影响,提升单一性能往往导致另一性能的大幅下降,同时还需提高储能器件的容量,这些都带来了极大的挑战。
为此,研究人员通过合理的晶体掺杂设计,成功制备了一系列间隙硼掺杂的介孔宽禁带半导体氧化物(氧化锡、氧化锌及氧化铟)。
在这一类新型的透明半导体氧化物中,间隙硼原子不仅能够大幅度提升掺杂材料的载流子浓度,为羟基的嵌入提供丰富的结合位点,还在间隙掺杂位上引发与OH-的赝电容电化学反应,从而将赝电容惰性的氧化锡、氧化锌和氧化铟,转化为高电化学活性的超级电容器电极材料。
通过控制间隙硼掺杂的浓度,这一类介孔透明半导体氧化物的体积比容量可以达到每立方米1172毫法拉,实现与其他非透明金属氧化物的赝电容性能相近。
目前,相关研究成果已发表于《自然—通讯》。