随着太阳能电池产生更大比例的总电力，一个基本的限制依然存在：太阳能电池进入睡眠状态的夜晚。锂离子电池是从混合动力汽车到笔记本电脑等各种用途的普通电池，对于像电网这样庞大的物品来说，使用的解决方案太昂贵了。
　　
　　威斯康星大学麦迪逊分校化学教授宋进有一个更好的想法：将太阳能电池与大容量电池集成在一起。他和他的同事已经制造了一个单独的装置，它消除了通常的制造中间步骤，而是将能量直接转移到电池的电解液中。
　　
　　Jin选择了“氧化还原液流电池”或RFB，它将能量存储在液体电解质罐中。
　　
　　在AngewandteChemie国际版的一份报告中，Jin，研究生LiWenjieLi和沙特阿拉伯国王阿卜杜拉科技大学的同事展示了一种通过直接给液体电解质充电将光能转化为化学能的装置。
　　
　　Jin说，在晚上将电池放电为电网供电可能并不简单。“我们只需将一个负载连接到一组不同的电极，将带电的电解液通过该设备，电流就会流出。”
　　
　　他指出，太阳能充电和放电可以重复多次，效率损失很小。
　　
　　与将能量存储在固体电极中的锂离子电池不同，RFB将化学能存储在液体电解质中。“RFB相对便宜，您可以根据需要构建一个具有尽可能多存储空间的设备，这就是为什么它是最有前途的电网级电力存储方法的原因，”Jin说，他还从事太阳能的其他几个方面的工作。转换。
　　
　　在新装置中，标准硅太阳能电池安装在反应室上，并且由电池转换的能量立即对水基电解质充电，水基电解质被泵送到储罐。
　　
　　市场上已有的氧化还原液流电池已连接到太阳能电池上，“但现在我们有一种装置可以收集太阳光以释放电荷并直接改变电池表面电解质的氧化还原状态，”Li说，这项新研究的第一作者。“我们正在使用单一设备转换太阳能并为电池充电。它本质上是一种太阳能电池，我们可以调整RFB存储罐的大小，以存储太阳能电池产生的所有能量。”
　　
　　Jin说，统一的设计表明了多种优势。“太阳能电池直接为电解液充电，因此我们一次做两件事，这样可以简化，降低成本并提高效率。”
　　
　　Jin和Li已经证明了集成的太阳能电池的概念，已经在努力改进。一种方法是将太阳能电池的电压与电解质的化学成分相匹配，从而在转换和储存能量时将损耗降至最低。
　　
　　本研究中使用的含水电解质含有有机分子，但没有昂贵的稀有金属，这增加了许多电池的成本。Jin和Li也正在寻找具有更大电压差的电解质，这目前限制了储能容量。
　　
　　Jin说，一个既可以创造和储存电力的系统也可以通过成本，效率和储能密度来判断。“这不仅仅是将太阳光转化为电能的效率，还取决于你能在设备中有效储存多少能量。”
　　
　　随着太阳能利用的增长，存储问题变得更加尖锐。“人们说太阳能发电量不能超过总电网容量的20%左右，因为夜间供电短缺或多云天气，”金说。“在某些地方，进一步的太阳能装置可能需要等到更好的存储空间。
　　
　　编辑：Harris