量子点在电子和能源领域的应用
什么是量子点?
量子点(QDs)是一种纳米级(约2-10纳米)的半导体材料。由于尺寸较小,量子点表现出量子约束效应以及与尺寸相关的电学和光学特性。自20世纪 80年代发现镉基QDs以来,人们已经合成并研究了多种镉基和非镉基QDs。通过调整QDs的形状和尺寸,QDs的电学和光学特性得到了显著改善,并已成为一类重要的材料,其应用范围从发光二极管(LED)扩展到光伏、光电探测器、激光器和场效应晶体管。本篇技术文章总结了一些新型非镉基QDs的特性以及QDs的不同应用。
固态可充电电池
引言
锂离子电池(LIBs)由于其相对较高的能量密度,一直被认为是最有前途的储能设备[1,2]。LIB在各种应用中有很多用途,例如便携式电子产品、电动和混合动力电动汽车、固定储能系统以及其他。与LIB相比,钠离子电池由于成本低、钠资源丰富,近年来作为LIB在电力储能应用中的替代品而备受关注[3]。铝离子电池由于其低成本、无毒性质、土壤丰富等优势,以及与单电子锂离子存储相比提供具有竞争力的存储容量的三个电子氧化还原偶,都是很有前途的替代品[4,5]。传统的含有机液体电解质的锂离子电池存在安全问题和能量密度低等缺点。然而,固态锂电池由于使用了不易燃的固体电解质,有望使用金属锂负极,从而能够显著提高能量密度。金属负极的引入使得固态电池(SSB)有望成为下一代高能量密度电池。特别是金属锂具有较高的理论比容量(3860mAhg-1)、低密度(0.53gcm-3)和最低的电化学电位(~3.04Vvs.标准氢电极(SHE))。与液体电解质基锂离子电池相比,SSB被认为更安全,寿命周期更长,能量密度更高,对包装的要求更低[6–12]。因此,SSB在过去的几十年里受到了相当大的关注。在这篇简短的综述中,我们简要介绍了固态锂、钠和铝电池的进展以及存在的挑战,同时也提出了几个可能的研究方向,以规避这些挑战。