Зашто угљеничне електроде одговарају фотонапонским уређајима
Соларна индустрија наставља да развија фотонапонске технологије које побољшавају ефикасност, стабилност и скалабилност производње. Материјали на бази графита и угљеника-играју све већу улогу у ћелијама следеће{2}}генерације, посебно у соларним ћелијама перовскита и соларним ћелијама{3}}осетљивим на боје, где слојеви угљеника делују као задње електроде или контраелектроде уместо племенитих метала.
Три својства објашњавају интересовање. Графит проводи електричну енергију довољно добро да сакупља и преноси наелектрисање; хемијски је стабилан у присуству електролита на бази влаге, кисеоника и јодида{1}}; и кошта много мање од злата, сребра или платине, а истовремено је компатибилан са процесима штампања и премаза који се користе на великим подлогама.
Графитне задње електроде у соларним ћелијама од перовскита
У перовскитној соларној ћелији задња електрода сакупља и преноси наелектрисање настало током фотонапонског процеса. Угљенични и графитни слојеви се широко истражују као замене за испарене металне електроде и доносе неколико практичних предности за уређај.
Ефикасно прикупљање пуњења- проводни слој угљеника обезбеђује непрекидан пут за екстракцију носача, смањујући отпорне губитке унутар ћелије.
Хемијска стабилност- угљеник је мање подложан корозији и миграцији јона од металних електрода и толерише влагу и топлотну изложеност током рада.
Ниска-цена, скалабилно депоновање- графитне пасте и карбон мастила могу да се наносе сито штампом, прорезом-премазивањем помоћу калупа или премазивањем сечива, подржавајући производњу великих-области уз смањени отпад материјала.
Механичка робусност- штампана угљенична електрода је мање ломљива од танког испареног металног филма и може да прими флексибилне подлоге.
Ове карактеристике чине уређаје на бази угљеника{0}}перовскита важним путем ка стабилнијим и комерцијално скалабилним фотонапонским уређајима.
Електроде за бројач угљеника у соларним ћелијама{0}}осетљивим на боје
У соларним ћелијама{0}}осетљивим на боје, контраелектрода катализује редукцију три-јодид јона у електролиту и завршава пут преноса електрона. Платина је традиционално испуњавала ову улогу због своје каталитичке активности, али њена цена ограничава-комерцијалну примену великих размера.
Графит и други угљенични материјали решавају то ограничење док електрода одржава функционалном:
Добра електрична проводљивостза ефикасно сакупљање електрона преко електроде.
Довољна каталитичка активностза редокс реакцију јодида/три-јодида на површини електроде.
Нижа цена материјаланего платине, што је одлучујуће за{0}}осетљиве модуле.
Погодност за флексибилне{0}}уређаје велике површине, пошто се електрода може штампати радије него депоновати под вакуумом.
Противелектроде на бази угљеника{0}} се стога све више проучавају као економичне замене у модулима осетљивим на боје{1}}, као иу хибридним и тандемским архитектурама.
Поређење имовине и разматрања производње
Радна својства угљеничне електроде зависе од квалитета графита, система везива и методе таложења, тако да спецификација треба да прати дизајн уређаја, а не једну вредност у листи података.
| Имовина | Предност у соларној ћелији | Параметар за контролу |
|---|---|---|
| Висока електрична проводљивост | Ефикасно прикупљање и транспорт пуњења | Отпорност штампаног слоја |
| Хемијска стабилност | Отпорност на корозију и деградацију | Чистоћа, садржај пепела и сумпора |
| Ниска цена материјала | Смањени трошкови производње модула | Избор квалитета и везива |
| Компатибилност са штампањем | Погодно за скалабилну производњу | Расподела величине честица, реологија пасте |
| Обилни ресурси угљеника | Подржава одрживи енергетски развој | Сљедивост сировина |
Расподела величине честица и вискозитет пасте у великој мери одређују дефиницију штампе и униформност слоја, док нивои пепела и сумпора утичу на дугорочну-стабилност у присуству електролита. Услови сушења и очвршћавања такође морају бити усклађени са подлогом, јер је температурна граница слоја перовскита далеко испод температуре графитизације која се користи за производњу самог графита.
Пријаве и упутства за избор
Материјали од графита и угљеника се углавном користе у задњим електродама од перовскита, контраелектродама{0}}осетљивим на боје, флексибилним фотонапонским уређајима, штампаним соларним модулима и јефтиним-системима великих{2}}области. Са растућом потражњом за приступачном обновљивом енергијом, очекује се да ће улога угљеничних електрода у производњи ћелија расти.
За спецификацију куповине, фиксирајте својства која процес таложења контролише и може да провери: расподелу величине честица, специфичну површину мерену БЕТ методом према ГБ/Т 19587 и ИСО 9277, садржај пепела, садржај сумпора и влагу. За производе индустријске графитне електроде који се испоручују на велико, захтеви за димензије и ознаке се обично позивају на ГБ/Т 3072 и ИЕЦ 60239, а иста дисциплина дефинисаних ограничења и верификације серије примењује се на класе развијене за фотонапонску употребу.
Често постављана питања
П: Зашто заменити металне електроде графитним у соларним ћелијама?
Графит нуди добру проводљивост и хемијску стабилност уз много нижу цену материјала, а може се штампати на великим или флексибилним подлогама уместо да се депонује под вакуумом.
П: Како ради угљенична контра електрода у ћелији која је осетљива на боју-?
Он катализује редукцију три{0}}јодид јона у електролиту и сакупља електроне, довршавајући коло које платина нормално служи у овој врсти ћелије.
П: Да ли су угљеничне електроде ефикасне као и платинске контра електроде?
Проводљивост и каталитичка активност зависе од врсте графита, везива и пута таложења. Добро{1}}наведен штампани угљенични слој даје довољне перформансе за многе дизајне{2}}осетљиве на боје уз знатно нижу цену.
П: Које својство највише утиче на квалитет штампаних електрода?
Расподела величине честица заједно са реологијом пасте. Оба контролишу дефиницију штампе, уједначеност дебљине слоја и отпорност готовог филма.
П: Зашто је важан садржај пепела и сумпора?
Преостале нечистоће могу да реагују са електролитом и временом погоршавају стабилност уређаја, тако да се границе чистоће обично договарају заједно са електричним захтевима.
П: Који тестови треба да прате пошиљку?
Сертификат серије који покрива дистрибуцију величине честица, БЕТ површину, садржај пепела и сумпора, влагу и, где је релевантно, отпорност пресованог или штампаног узорка.