隶属于UNIST的一组研究人员开发了一种基于高效硅太阳能电池和锂离子电池(LIB)的单单元可光再充电便携式电源。

这种新开发的电源设计用于在阳光和室内照明下工作，允许用户通过光线在任何地方为便携式电子设备供电。此外，即使在没有光线的情况下，新设备也可以为电子设备供电。

在这项工作中，UNIST能源与化学工程系的Sang-Young Lee教授和Kwanyouo Seo教授团队推出了一种基于微型晶体硅的新型单片集成便携式PV电池系统(表示为“SiPV-LIB”)。光伏(c-Si PVs)和印刷固态锂离子电池(LIB)。该器件采用薄膜印刷技术，其中固态LIB直接印刷在高效c-Si PV模块上。

“该设备提供了解决电池能量密度问题和太阳能电池储能问题的解决方案，”李教授说。“更重要的是，电池在阳光直射下具有相对较高的功率和能量密度，这证明了其作为太阳能驱动的无限能量转换/存储系统的潜在应用，可用于电动汽车和便携式电子设备。”

据该研究团队称，这种单体PV-LIB设备具有出色的光电化学性能和设计紧凑性，远远超出传统PV或单独使用LIB所能达到的水平。它还显示出前所未有的光电充电改进(在不到2分钟内快速充电，光电转换/存储效率为7.61%)。

在该研究中，研究团队通过串联印刷工艺直接在c-Si PV模块的铝(Al)电极上制造了具有双极电池配置的固态LIB。为了实现两种不同能量系统的无缝建筑/电连接，Al金属层同时用作LIB的集电器，以及太阳能电池的电极。这允许电池在没有能量损失的情况下充电。

Seo教授及其团队通过设计后电极型太阳能电池，成功实施了无损c-Si光伏组件。使用单结太阳能电池来制造太阳能电池模块可能导致能量损失，这可以通过后电极型设计来防止。他们还使用在单个Si衬底衬底上形成的小型太阳能电池板简化了制造工艺。

在这项研究中，李教授和他的研究团队将该设备连接到各种便携式电子设备，以探索其实际应用。他们通过将SiPV-LIB设备插入预先切割的信用卡中来制造单片集成的智能卡。然后，使用商用Ag笔在信用卡背面绘制电路，以将SiPV-LIB设备与LED灯连接。SiPV-LIB设备还与智能手机或MP3播放器电连接，并且在阳光照射下探索了其作为辅助便携式电源的潜在应用。

SiPV-LIB装置仅在2分钟后就能在阳光照射下完全充电。它甚至在60°C的高温下甚至在8 mWcm-2的极低光强度下也显示出良好的光电可充电电能存储行为，这对应于昏暗的客厅中的强度。

“这里展示的SiPV-LIB器件作为可充电的移动电源具有巨大潜力，将在未来无处不在的电子产品时代发挥关键作用，”Lee教授说。