อิเล็กโทรดกราไฟท์ในเซลล์แสงอาทิตย์: เพอร์รอฟสกี้และสีย้อม-การใช้งานที่มีความไว

เหตุใดอิเล็กโทรดคาร์บอนจึงเหมาะกับอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงพัฒนาเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ที่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ ความเสถียร และความสามารถในการปรับขนาดการผลิต วัสดุที่ทำจากกราไฟต์และคาร์บอน-มีบทบาทเพิ่มขึ้นใน-เซลล์รุ่นต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ และเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความไวต่อสีย้อม- โดยที่ชั้นคาร์บอนทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดด้านหลังหรืออิเล็กโทรดตอบโต้แทนโลหะมีค่า

คุณสมบัติสามประการอธิบายความสนใจ กราไฟท์นำไฟฟ้าได้ดีพอที่จะรวบรวมและขนส่งประจุ มีความคงตัวทางเคมีเมื่อมีความชื้น ออกซิเจน และอิเล็กโทรไลต์ที่มีไอโอไดด์- และมีราคาถูกกว่าทองคำ เงิน หรือแพลทินัมมาก ในขณะที่ยังคงเข้ากันได้กับกระบวนการพิมพ์และการเคลือบที่ใช้บนพื้นผิวขนาดใหญ่

อิเล็กโทรดกลับกราไฟต์ในเซลล์แสงอาทิตย์เพอรอฟสกี้

ในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพอรอฟสไกต์ อิเล็กโทรดด้านหลังจะรวบรวมและขนส่งประจุที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ชั้นคาร์บอนและกราไฟต์ได้รับการวิจัยอย่างกว้างขวางเพื่อใช้ทดแทนอิเล็กโทรดโลหะที่ระเหย และนำข้อดีในทางปฏิบัติหลายประการมาสู่กลุ่มอุปกรณ์

การเก็บเงินที่มีประสิทธิภาพ- ชั้นคาร์บอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าทำให้เกิดเส้นทางต่อเนื่องสำหรับการสกัดตัวพา ซึ่งช่วยลดการสูญเสียความต้านทานภายในเซลล์

ความเสถียรทางเคมีคาร์บอน - มีความไวต่อการกัดกร่อนและการเคลื่อนตัวของไอออนน้อยกว่าอิเล็กโทรดโลหะ และทนทานต่อความชื้นและความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงาน

การสะสม-ต้นทุนต่ำและปรับขนาดได้กราไฟท์เพสต์และหมึกคาร์บอน - สามารถนำไปใช้โดยการพิมพ์สกรีน การเคลือบแบบสล็อต- หรือการเคลือบใบมีด ซึ่งสนับสนุนการผลิตในพื้นที่ขนาดใหญ่- โดยมีการสิ้นเปลืองวัสดุลดลง

ความทนทานทางกล- อิเล็กโทรดคาร์บอนที่พิมพ์ออกมามีความเปราะบางน้อยกว่าฟิล์มโลหะระเหยบางๆ และสามารถรองรับวัสดุพิมพ์ที่ยืดหยุ่นได้

คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้อุปกรณ์เพอร์รอฟสไกต์ที่ใช้คาร์บอน-เป็นเส้นทางสำคัญสู่เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความเสถียรและปรับขนาดได้ในเชิงพาณิชย์มากขึ้น

อิเล็กโทรดตัวนับคาร์บอนในสีย้อม-เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีความไว

ในเซลล์แสงอาทิตย์แบบย้อม-ไวแสง อิเล็กโทรดเคาน์เตอร์จะเร่งปฏิกิริยาการลดลงของไตร-ไอออนไอโอไดด์ในอิเล็กโทรไลต์ และทำให้เส้นทางการถ่ายโอนอิเล็กตรอนสมบูรณ์ Platinum มีบทบาทนี้มาโดยตลอดเนื่องจากมีกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยา แต่ต้นทุนทำให้-การใช้งานเชิงพาณิชย์ในวงกว้างมีข้อจำกัด

กราไฟท์และวัสดุคาร์บอนอื่นๆ จัดการกับข้อจำกัดในขณะที่ยังคงการทำงานของอิเล็กโทรด:

การนำไฟฟ้าได้ดีเพื่อการรวบรวมอิเล็กตรอนอย่างมีประสิทธิภาพทั่วบริเวณอิเล็กโทรด

กิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาที่เพียงพอสำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์ไอโอไดด์/ไตร-ไอโอไดด์ที่พื้นผิวอิเล็กโทรด

ลดต้นทุนวัสดุกว่าแพลทินัมซึ่งถือเป็นปัจจัยชี้ขาดสำหรับโมดูลที่คำนึงถึงต้นทุน-

ความเหมาะสมกับอุปกรณ์ที่ยืดหยุ่นและมีพื้นที่ขนาดใหญ่-เนื่องจากสามารถพิมพ์อิเล็กโทรดได้แทนที่จะฝากไว้ในสุญญากาศ

ดังนั้น อิเล็กโทรดเคาน์เตอร์ที่มีคาร์บอน-จึงได้รับการศึกษาเพิ่มมากขึ้นในฐานะการทดแทนที่ประหยัดในโมดูลที่ไวต่อสีย้อม- เช่นเดียวกับในสถาปัตยกรรมไฮบริดและสถาปัตยกรรมคู่

การเปรียบเทียบคุณสมบัติและการพิจารณาการผลิต

คุณสมบัติในการทำงานของอิเล็กโทรดคาร์บอนขึ้นอยู่กับเกรดกราไฟท์ ระบบสารยึดเกาะ และวิธีการสะสม ดังนั้น ข้อมูลจำเพาะควรเป็นไปตามการออกแบบอุปกรณ์ แทนที่จะเป็นค่าในเอกสารข้อมูลเดียว

การกระจายขนาดอนุภาคและความหนืดของเนื้อครีมส่วนใหญ่จะกำหนดความละเอียดในการพิมพ์และความสม่ำเสมอของชั้น ในขณะที่ระดับเถ้าและซัลเฟอร์มีอิทธิพลต่อ-ความเสถียรในระยะยาวเมื่อมีอิเล็กโทรไลต์ สภาวะการทำให้แห้งและการแข็งตัวต้องสอดคล้องกับซับสเตรตด้วย เนื่องจากขีดจำกัดอุณหภูมิของชั้นเพอรอฟสไกต์นั้นต่ำกว่าอุณหภูมิการเกิดกราไฟต์ที่ใช้ในการผลิตกราไฟท์มาก

การสมัครและคำแนะนำในการคัดเลือก

วัสดุกราไฟต์และคาร์บอนส่วนใหญ่จะใช้ในอิเล็กโทรดด้านหลังเพอร์รอฟสไกต์ อิเล็กโทรดเคาน์เตอร์อิเล็กโทรดที่มีความไวต่อสีย้อม- อุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ยืดหยุ่น แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่พิมพ์ออกมา และระบบพื้นที่ขนาดใหญ่-ที่มีต้นทุนต่ำ เนื่องจากความต้องการพลังงานหมุนเวียนที่มีราคาไม่แพงเพิ่มขึ้น บทบาทของอิเล็กโทรดคาร์บอนในการผลิตเซลล์จึงคาดว่าจะเพิ่มขึ้น

สำหรับข้อกำหนดเฉพาะในการซื้อ ให้กำหนดคุณสมบัติที่กระบวนการสะสมจะควบคุมและสามารถตรวจสอบได้: การกระจายขนาดอนุภาค พื้นที่ผิวจำเพาะที่วัดโดยวิธี BET ตาม GB/T 19587 และ ISO 9277 ปริมาณเถ้า ปริมาณซัลเฟอร์ และความชื้น สำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กโทรดกราไฟท์ทางอุตสาหกรรมที่จำหน่ายในปริมาณมาก ข้อกำหนดด้านมิติและการกำหนดมักจะอ้างอิงถึง GB/T 3072 และ IEC 60239 และระเบียบวินัยเดียวกันในเรื่องขีดจำกัดที่กำหนดไว้และการตรวจสอบยืนยันแบทช์จะนำไปใช้กับเกรดที่พัฒนาขึ้นสำหรับการใช้ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: เหตุใดจึงต้องเปลี่ยนอิเล็กโทรดโลหะด้วยกราไฟท์ในเซลล์แสงอาทิตย์
กราไฟต์มีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีและมีความเสถียรทางเคมีโดยมีต้นทุนวัสดุที่ต่ำกว่ามาก และสามารถพิมพ์บนพื้นผิวขนาดใหญ่หรือยืดหยุ่นได้ แทนที่จะนำไปสะสมในสุญญากาศ

ถาม: อิเล็กโทรดตัวนับคาร์บอนทำงานอย่างไรในเซลล์ที่ไวต่อสีย้อม-
โดยจะเร่งปฏิกิริยาการลดลงของไตร-ไอออนไอโอไดด์ในอิเล็กโทรไลต์และรวบรวมอิเล็กตรอน ซึ่งทำให้วงจรที่แพลตตินัมทำหน้าที่ตามปกติในเซลล์ประเภทนี้สมบูรณ์

ถาม: อิเล็กโทรดคาร์บอนมีประสิทธิภาพเท่ากับอิเล็กโทรดเคาน์เตอร์แพลทินัมหรือไม่
กิจกรรมการนำไฟฟ้าและตัวเร่งปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับเกรดกราไฟท์ สารยึดเกาะ และเส้นทางการสะสม ชั้นคาร์บอนที่พิมพ์ออกมา-ที่ระบุอย่างดีให้ประสิทธิภาพที่เพียงพอสำหรับการออกแบบที่ไวต่อสีย้อมหลายๆ- โดยมีต้นทุนที่ต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด

ถาม: คุณสมบัติใดที่ส่งผลต่อคุณภาพอิเล็กโทรดที่พิมพ์มากที่สุด
การกระจายขนาดอนุภาคพร้อมกับรีโอโลยีแบบเพสต์ ทั้งควบคุมความละเอียดในการพิมพ์ ความสม่ำเสมอของความหนาของชั้น และความต้านทานของฟิล์มที่เสร็จแล้ว

ถาม: เหตุใดปริมาณเถ้าและกำมะถันจึงมีความสำคัญ
สิ่งเจือปนที่ตกค้างสามารถทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์และทำให้ความเสถียรของอุปกรณ์ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้นโดยปกติแล้วขีดจำกัดความบริสุทธิ์จึงตกลงร่วมกับข้อกำหนดทางไฟฟ้า

ถาม: การทดสอบใดควรมาพร้อมกับการจัดส่ง
ใบรับรองชุดที่ครอบคลุมการกระจายขนาดอนุภาค พื้นที่ผิว BET ปริมาณเถ้าและซัลเฟอร์ ความชื้น และความต้านทานของตัวอย่างที่กดหรือพิมพ์ (ในกรณีที่เกี่ยวข้อง)