این مطالعه به بررسی جامع توسعه و بهینه‌سازی ابرخازن‌های قابل شارژ نوری پرداخته و تحقیقات تجربی و تحلیل‌های نظری را ترکیب می‌کند. پژوهش به چالش ایجاد فتوآندهای کارآمد انرژی با فعالیت‌های نوری و الکتروشیمیایی برای تبدیل و ذخیره‌سازی همزمان انرژی خورشیدی می‌پردازد. به‌طور تجربی، این مطالعه بر روی مواد فتوآند نوآورانه از جمله سولفید کبالت-منگنز، سولفید منگنز-نیکل، و سولفید نیکل-کبالت که بر روی نانولوله‌های TiO2 (TNTs) قرار داده شده‌اند، و همچنین کامپوزیت جدید سولفید کبالت-نیکل-منگنز (MNCST) بر روی TNTs تمرکز دارد. تکنیک‌های پیشرفته‌ای نظیر XRD، FE-SEM، TEM، HRTEM-EDX، Uv-Vis، ESI و XPS برای تحلیل ویژگی‌های مورفولوژیکی، ساختاری، نوری و الکتروشیمیایی مواد تهیه شده به کار گرفته شده است. نتایج تجربی چندین یافته کلیدی را آشکار ساخت. فتو-ASC مبتنی بر سولفید کبالت-منگنز افزایش ظرفیت حدود ??? تحت تابش نور در 2/42 میلی فاراد بر سانتیمتر مربع و ذخیره پایدار شارژ در طی چرخه‌های بلندمدت (~?% کاهش ظرفیت پس از ???? چرخه) را نشان داد. نانوساختارهای سولفید منگنز-نیکل بر روی TNTs حساسیت نوری برتری را نشان دادند که با افزایش قابل‌توجه ظرفیت ویژه ناحیه‌ای در هنگام تابش نور همراه بود. یک ابرخازن نوری نامتقارن حالت جامد (A  ) با استفاده ازMnNiS-3/TN به عنوان فوتوآند افزایش ظرفیت بالایی تحت تابش، نگهداری برجسته ظرفیت و چگالی انرژی عالی تحت تابش نور نشان داد. الکترود NCS@TNT-1 بالاترین ظرفیت تا 6/471 میلی فاراد بر سانتیمتر مربع را با افزایش دو برابری ظرفیت ویژه در تابش نور، حدود ?? برابر بیشتر از TNTs خالص نشان داد. TNTs پوشیده‌شده با Mn-Ni-Co-S فعالیت نوری و کارایی جدایش بار برتری را نشان دادند که در آنMNCST4 بالاترین چگالی جریان و فوتوولتاز را به دلیل اثر هم‌افزایی سولفیدهای سه‌گانه و TNTs داشت. اندازه‌گیری‌های ولتامتری چرخه‌ای در شرایط تاریک و روشن عملکرد الکتروشیمیایی بهبود یافته MNCST4 را تأیید کرده و پتانسیل آن برای کاربردهای فتو-الکتروشیمیایی را نشان داد. تحلیل نظری نتایج تجربی را با نشان دادن پایداری بیشتر یون‌های Mn²? روی نانولوله‌های دی‌اکسید تیتانیوم در مقایسه با یون‌های Mn³? و Mn?? تأیید کرد. ترکیب یون‌های Mn²? و S²? منجر به تغییرات قابل‌توجهی در چگالی حالات (DOS) نانولوله‌ها شد که با استفاده از سه یون S²? و یک یون Mn²?، ظرفیت بهینه‌ای به دست آمد که نشانگر افزایش ?? درصدی نسبت به نانولوله‌های خالص بود. این مطالعه روش‌های تجربی و نظری را برای درک بهتر ابرخازن‌های قابل شارژ نوری ترکیب کرده و به پیشرفت فناوری‌های تبدیل و ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی کمک می‌کند.

کلمات کلیدی: دستگاه ذخیزه انرژی، ابرخازن نوری،آندایز، آبکاری الکتروشیمیایی، نانولوله تیتانیوم دی اکساید، ابرخازن نامتقارن