En resumen, no. Se puede asumir que el cargador solar (sin embargo, está construido) emite un voltaje bastante constante (asumiendo la misma luz solar) de alrededor de 3.7 a 4.2V. Esto es suficiente para cargar la batería con la que venía, que es un valor estándar (3.7 V) para baterías recargables de litio. Si conectó un 9V, ni siquiera considerando cómo podría dañar el cargador solar, ni siquiera podría cargarlo a más de 4.2V, y eso es ponerlo generosamente. El máximo que puede obtener es de 3.7 a 4 voltios con la batería de 9V.
Recuerda cómo funcionan las fuentes en paralelo: así es como se cargan las cosas. Una batería de 5 voltios en paralelo con una batería de 3 voltios funcionará para cargar los 3 voltios hasta que ambos estén a un potencial equivalente. Si conectó la batería de 9v, no funcionaría muy bien y podría dañar el cargador solar si no hay un diodo u otro medio de protección en su lugar.
Le recomendaría que reemplace la batería con el mismo tipo. Partiendo de una suposición de su publicación, haré una conjetura y diré que utiliza algún tipo de celda de litio, como un 18650. Son abundantes y funcionarían correctamente. Debería comprar uno de esos (a una capacidad similar, si no es el mismo) y reemplazarlo, funcionaría como nuevo.
Solo tiene que buscar '18650', o más bien cualquier otra celda de litio de 3.7 V y una capacidad similar, intercambiarla y debería funcionar. Sin embargo, es posible que desee darle una carga inicial primero (es posible que haya un circuito en el cargador solar que detenga la carga de los dispositivos si la batería está demasiado baja).