Улога графита у фотонапонским уређајима
Фотонапонским технологијама следеће{0}}генерације су потребни материјали за електроде који комбинују високу електричну проводљивост, хемијску стабилност, ниску цену и компатибилност са-производњом великих размера. Графит и други материјали на бази угљеника- испуњавају ту комбинацију у неколико типова уређаја, пре свега у соларним ћелијама осетљивим на боје (ДССЦ) и перовскитним соларним ћелијама, где служе као контра електроде, задње електроде или проводни слојеви и смањују зависност од платине и злата.
Висока електрична проводљивост и ефикасан пренос наелектрисања
Графитна електрода сакупља електроне, смањује серијски отпор и побољшава транспорт наелектрисања између слојева уређаја. У ћелији која је осетљива на боје, графитна контра-електрода катализује редукцију три-јодид јона у електролиту, затварајући циклус преноса електрона како би ћелија могла да настави да ради. У перовскитној ћелији графитна задња електрода издваја наелектрисање из слоја перовскита и, пошто је хемијски инертан према хемији халида, такође побољшава стабилност готовог уређаја.
Структура трошкова и компатибилност са скалабилном производњом
Платина и злато су традиционални материјали против електрода у ћелијама осетљивим на боје{0}}, а њихова цена је препрека за комерцијалну производњу. Графит мења тај прорачун, а такође је погодан за методе депозиције које се већ користе на линијама модула: сито штампа, премазивање, наношење-базирано мастилом и ламинација.
Фотонапонски модули{0}}велике површине изграђени на штампаним слојевима угљеника.
Флексибилне соларне ћелије на подлози од полимера или металне фолије.
Јефтини{0}}системи соларне енергије за дистрибуирану производњу.
Комерцијална{0}}производња са једноставним, поновљивим корацима процеса.
Хемијска и електрохемијска стабилност
Дуг радни век је централни захтев за електроде соларних ћелија. Графит је отпоран на хемијску деградацију и задржава своје перформансе под фотонапонским радним условима. У ћелијама осетљивим на боје{2}}компатибилан је са јодидним и три{3}}јодидним електролитним системом и показује добру каталитичку активност за реакцију редукције три{4}}јодида. У перовскитним уређајима, угљеничне електроде ограничавају проблеме повезане са корозијом металних електрода, осетљивошћу на влагу и миграцијом јона, што све скраћује живот ћелија изграђених на металним контактима.
Примене широм технологија соларних ћелија
| Имовина | Предност у уређају |
|---|---|
| Висока проводљивост | Ефикасно прикупљање пуњења и нижи серијски отпор |
| Ниска цена материјала | Смањен трошак материјала електроде у односу на племените метале |
| Хемијска стабилност | Бољи дуготрајни{0}}рад и спорија деградација |
| Компатибилност са штампањем | Погодно за производњу скалабилних модула |
| Структура заснована на угљенику{0} | Широко доступна и одржива опција материјала |
У соларним ћелијама{0}}осетљивим на боје, слој графита или угљеника делује као контраелектрода: катализује редокс реакцију електролита, сакупља електроне и замењује платину, што смањује цену ћелије. У соларним ћелијама перовскита графит се користи као задња електрода која нуди добру проводљивост, побољшану хемијску стабилност, компатибилност са јефтином-производњом и пут до модула великих{3}}области.
Оутлоок за угљеничне електроде у фотонапонској техници
Фотонапонска индустрија наставља да се креће ка материјалима који су приступачнији, лакши за производњу, стабилнији у раду и боље прилагођени масовној производњи. Графитне електроде задовољавају сваки од тих захтева, што их чини практичним избором за{1}}осетљиве на трошкове и нове архитектуре уређаја и активно подручје развоја и за лабораторијске ћелије и за штампане модуле. Користе се различити разреди, величине честица и системи везива у зависности од методе наношења и циљне проводљивости, тако да се избор електрода обично врши заједно са процесом уређаја.
Често постављана питања
П: Зашто се графит користи као електрода у соларним ћелијама?
Комбинује високу електричну проводљивост са хемијском стабилношћу и ниском ценом, а може се депоновати методама штампања и премаза који се већ користе у производњи модула.
П: Који типови соларних ћелија користе графитне електроде?
Соларне ћелије{0}}осетљиве на боје користе графитне контраелектроде, а перовскитне соларне ћелије користе графитне или угљеничне задње електроде; други уређаји засновани на угљенику-су у развоју.
П: Може ли графит да замени платину у соларним ћелијама{0}}осетљивим на боје?
У многим дизајнима ћелија, графитна или угљеникова контра електрода замењује платину и још увек катализује реакцију редукције три{0}}јодида, што смањује цену материјала за уређај.
П: Како угљенична електрода побољшава стабилност перовскита?
Будући да је хемијски инертан, избегава корозију, осетљивост на влагу и проблеме са миграцијом јона у вези са металним задњим контактима, тако да се уређај спорије разграђује у раду.
П: Да ли је графит довољно проводљив за електроде соларних ћелија?
Да за рад са контра и задњом електродом. Проводљивост се подешава кроз квалитет графита, величину честица и дебљину слоја како би одговарала тренутним захтевима за прикупљање ћелије.
П: Како се графитне електроде примењују у производњи?
Користе се сито штампа, премазивање, наношење{0}}базирано мастилом и ламинација, што све одговара великом-области и флексибилним подлогама у непрекидном процесу.