journal article·2025

Dual-function electrodes for photo-rechargeable batteries: mechanisms, designs, and applications

Weizhai Bao, Yangyang Zhang, Min Yang, Hao Shen, Yaoyu Wang, Kunhao Zhang, Zichen Yang, Guozhao Zeng, Dingyu Cui, Jingjie Xia, Jun Liu, Jiale Li, He Liu, Cong Guo, Bin Quan, Feng Yu, Kaiwen Sun, Jingfa Li

Nanoscale· Volume 17· Issue 34
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Abstract

Photo-rechargeable batteries emerge as an integrated solution for simultaneous solar energy harvesting and storage. Central to these systems are dual-function electrode materials that intrinsically combine photoactivity and ion storage capabilities. Through synergistic interactions with electrolytes, these materials enable efficient energy conversion and storage, demonstrating significant potential for next-generation energy technologies. This review begins by exploring the synergistic operating mechanisms of dual-function electrode materials in photo-rechargeable batteries. It then delves into design strategies for both inorganic and organic electrodes, emphasizing on hierarchical structures and atomic-scale interface engineering to optimize light absorption and ion transport. Subsequently, we examine their implementation in photovoltaic devices, focusing specifically on dye-sensitized and perovskite solar cells, and evaluate their primary applications in photo-rechargeable batteries. The findings presented in this work offer valuable insights into the future potential of next-generation photo-rechargeable batteries.
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Research context

OpenAlex topics: Supercapacitor Materials and Fabrication · Green IT and Sustainability · Advancements in Battery Materials

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Affiliations

Department of Materials Physics, School of Chemistry and Materials Science, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, 210044, China

Australian Centre for Advanced Photovoltaics, School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering, University of New South Wales Sydney, 2052, Australia

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