太陽能電池每周7天，每天24小時發電，而不僅僅是在陽光照射下，具有內置電池的移動電話可在幾秒鐘內充電，并可在兩次充電之間工作數周，它是第一個由硅制成的超級電容器，因此它可以與其供電的微電子電路一起構建到硅芯片中。

實際上，應該可以用當前一代太陽能電池，傳感器，移動電話和各種其他機電設備中存在的過量硅來構造這些電池，從而節省可觀的成本，負責開發的機械工程助理教授CaryPint說“如果你問專家用硅制造超級電容器，他們會告訴你這是一個瘋狂的想法，但我們找到了一種簡單的方法，”而不是像電池那樣在化學反應中存儲能量，“超級電容”通過在多孔材料的表面上組裝離子來存儲電力，結果，它們傾向于在幾分鐘而不是幾小時內充電和放電，并且運行幾百萬次循環，而不是像電池那樣的幾千次循環。

這些特性使得由活性炭制成的商用超級電容器能夠占領一些利基市場，例如將再生制動系統捕獲的能量存儲在公共汽車和電動車輛上，并提供調整葉片所需的動力脈沖，巨型風力渦輪機改變風力條件，超級電容器仍落后于鋰離子電池的電能存儲能力，因此它們太大而無法為大多數消費類設備供電，然而，他們一直在迅速趕上，提高超級電容器能量密度的研究主要集中在石墨烯和納米管等碳基納米材料上，因為這些裝置在其電極表面上存儲電荷，所以增加其能量密度的方法是增加電極的表面積，這意味著使表面填充納米級脊和孔，Pint說“這種方法面臨的最大挑戰是裝配材料，用任何控制水平構建納米級構建模塊中的高性能，功能性設備已經證明是非常具有挑戰性的，當它實現時很難重復，”因此，Pint和他的研究團隊，研究生LandonOakes，AndrewWestover和博士后研究員ShahanaChatterjee決定采用一種截然不同的方法：使用多孔硅，一種具有可控和明確定義的納米結構的材料，通過電化學蝕刻表面制成硅晶片。

這使他們能夠為超級電容器電極創建具有最佳納米結構的表面，但這給他們留下了一個重大問題，硅通常被認為不適合用于超級電容器，因為它容易與電解質中的一些化學物質反應，這些化學物質提供存儲電荷的離子，憑借增長碳納米結構的經驗，Pint集團決定嘗試用碳涂覆多孔硅表面，品普說“我們不知道會發生什么，通常，研究人員在溫度超過1400攝氏度的情況下從碳化硅材料中生長石墨烯，但是在較低的溫度，，600到700攝氏度，我們當然沒想到石墨烯材料的生長，”當研究人員將多孔硅從爐中取出時，他們發現它已經從橙色轉變為紫色或黑色，當他們在強大的掃描電子顯微鏡下檢查它時，他們發現它看起來幾乎與原始材料相同，但它被一層幾納米厚的石墨烯涂層，當研究人員測試涂層材料時，他們發現它已經化學穩定了硅表面，當他們用它來制造超級電容器時，他們發現石墨烯涂層與未涂層多孔硅相比，能量密度提高了兩個數量級，明顯優于商用超級電容器。

石墨烯層用作原子級薄的保護涂層，Pint和他的團隊認為這種方法不僅限于石墨烯，他說“在設計多孔材料時，使用原子薄層材料設計表面的能力與控制相結合，為能量存儲之外的許多不同應用開辟了機會，”Pint說“盡管我們實現了出色的設備性能，但我們的目標并不是創造具有創紀錄性能的設備，這是制定綜合儲能路線圖，硅是一種理想的材料，因為它是我們現代技術和應用的基礎，此外，現有器件中的大多數硅仍未使用，因為生產薄硅晶片非常昂貴且浪費，”Pint的團隊目前正在使用這種方法來開發能量存儲，該能量存儲可以在多余的材料中或在太陽能電池和傳感器的未使用的背面上形成，超級電容器將存儲電池在中午產生的過剩電量，并在需求在下午達到峰值時釋放，Pint說“在現代環境中定義我們的所有東西都需要電力，我們可以將電力存儲整合到現有材料和設備中，它們將變得越來越緊湊和高效。”