Một tụ điện quang tích hợp cả chức năng thu hoạch và lưu trữ năng lượng vào một thành phần duy nhất có thể đóng vai trò là nguồn sạc không dây cho thiết bị di động. Tuy nhiên, các tụ điện quang hiện nay thường chứa nhiều điện cực hơn hoặc các điện cực đối kháng được chế tạo đóng vai trò là các thành phần điện dung bổ sung, dẫn đến tăng chi phí chế tạo.
Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Chemistry—An Asian Journal , nhóm do Giáo sư Gao Peng từ Viện Nghiên cứu Cấu trúc Vật chất Phúc Kiến của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Giáo sư Hoi Nok Tsao từ Đại học Công nghệ Nanyang đứng đầu, đã sử dụng một pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm (DSSC) làm một tụ điện quang mà không đưa vào các thành phần điện dung bổ sung. Tùy thuộc vào phạm vi hấp thụ của chất nhạy cảm được tích hợp trong thiết bị, quá trình sạc của các tụ điện quang một thành phần (SCPC) như vậy có thể được kích hoạt dưới ánh sáng ban ngày hoặc trong phòng và thậm chí cả bức xạ hồng ngoại gần (IR).
Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp ba loại thuốc nhuộm mới, tất cả đều thể hiện sự hấp thụ toàn sắc từ vùng khả kiến đến vùng gần IR. Họ đã kiểm tra lượng thuốc nhuộm (C m ) trên bề mặt màng TiO 2 huyền phù. Kết quả cho thấy LF15 có tải trọng thuốc nhuộm cao hơn là 16,1 nmol cm -2 μm -1 , do tính năng mềm của liên kết đôi C=C trong axit cyanoacetic. Khi neo vào bề mặt TiO 2 , các phân tử thuốc nhuộm có thể bị nghiêng dẫn đến Cm của LF23 và LF26 giảm .
Sau khi tụ điện quang được sạc đầy, hành vi phóng điện của các mật độ dòng điện áp dụng khác nhau cho thấy điện áp do tế bào cung cấp giảm chậm hơn với dòng điện áp dụng thấp hơn. Các nhà nghiên cứu đã ước tính điện dung cụ thể (CS) từ sự phân rã V OC dưới dòng điện bên ngoài được áp dụng là -700 nA sau khi sạc. Dưới ánh sáng trắng , CS của LF23 là 2,87 mF cm -2 , cao hơn một chút so với hai thuốc nhuộm còn lại.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng đối với tụ điện quang dựa trên DSSC, hiệu suất lượng tử bên ngoài (EQE) và mật độ dòng điện ngắn mạch (J SC ) không tương quan trực tiếp và giá trị J SC đo được bằng EQE có liên quan đến tốc độ sạc của tụ điện quang. Mặc dù tụ điện quang dựa trên LF15 sạc chậm hơn, đặc biệt là ở cường độ ánh sáng thấp hơn, nhưng trong quá trình đo J SC nhanh ở bước sóng EQE cụ thể, số lượng electron TiO 2 được tách ra ở điểm ngắn mạch cũng bị hạn chế, dẫn đến EQE thấp hơn quan sát được đối với tế bào LF15.
Hơn nữa, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra độ ổn định hoạt động của thiết bị bằng cách nhấn mạnh chúng qua 50 chu kỳ sạc và xả mà không làm giảm đáng kể V OC tối đa khi phơi sáng trắng và ánh sáng hồng ngoại gần.
Nghiên cứu này cung cấp khả năng phát triển các thiết bị sạc không dây chi phí thấp, dễ sản xuất.
