Hlutverk grafíts í ljósvakatækjum
Næsta-kynslóð ljóseindatækni þarfnast rafskautaefna sem sameina mikla rafleiðni, efnafræðilegan stöðugleika, litlum tilkostnaði og samhæfni við stórframleiðsla-. Grafít og önnur kolefnis-undirstaða efni mæta þeirri samsetningu í nokkrum gerðum tækja, umfram allt í litarefni-næmdum sólarsellum (DSSC) og perovskite sólarsellum, þar sem þær þjóna sem mótrafskaut, bakrafskaut eða leiðandi lög og draga úr háð platínu og gulli.
Mikil rafleiðni og skilvirk hleðsluflutningur
Grafít rafskaut safnar saman rafeindum, lækkar raðviðnám og bætir hleðsluflutning milli laga tækisins. Í litarefni-næmri frumu hvetur grafítmótarskautið minnkun þrí-joðjóna í raflausninni og lokar rafeindaflutningshringnum þannig að fruman geti haldið áfram að starfa. Í peróskít frumu dregur grafít bakrafskaut hleðslu úr peróskítlaginu og þar sem það er efnafræðilega óvirkt gagnvart halíðefnafræðinni bætir það einnig stöðugleika fullbúna tækisins.
Kostnaðaruppbygging og samhæfni við stigstærða framleiðslu
Platína og gull eru hefðbundin efni gegn rafskautum í litarefni-næmdum frumum og kostnaður þeirra er hindrun fyrir framleiðslu í atvinnuskyni. Grafít breytir þeim útreikningi, og það hentar einnig útfellingaraðferðum sem þegar eru notaðar á einingalínum: skjáprentun, húðun, blek-útfellingu og lagskiptingu.
Stór-ljósljósaeiningar byggðar á prentuðum kolefnislögum.
Sveigjanlegar sólarsellur á undirlagi fjölliða eða málmþynnu.
Lág-sólarorkukerfi fyrir dreifða framleiðslu.
Framleiðsla í -viðskiptum með einföldum, endurteknum ferlisskrefum.
Efna- og rafefnafræðilegur stöðugleiki
Langur endingartími er aðalkrafa fyrir rafskaut fyrir sólarrafhlöður. Grafít þolir efnafræðilegt niðurbrot og heldur frammistöðu sinni við notkunarskilyrði með ljósvökva. Í litar-næmdum frumum er það samhæft við joð- og þrí-joðsöltakerfið og sýnir góða hvatavirkni fyrir þrí-joðíðminnkunarviðbrögðin. Í perovskite tækjum takmarka kolefnisrafskaut vandamálin sem tengjast tæringu á málmskautum, rakanæmi og jónaflutningi, sem allt styttir líf frumna sem eru byggðar á málmsnertum.
Umsóknir yfir sólarfrumutækni
| Eign | Kostur í tækinu |
|---|---|
| Mikil leiðni | Skilvirk hleðslusöfnun og minni röð mótstöðu |
| Lágur efniskostnaður | Minni kostnaður við rafskautsefni gegn eðalmálmum |
| Efnafræðilegur stöðugleiki | Betri langtíma-aðgerð og hægari niðurbrot |
| Samhæfni við prentun | Hentar fyrir stigstærðra einingaframleiðslu |
| Kolefnis-byggð uppbygging | Víða fáanlegur og sjálfbær efnisvalkostur |
Í litarefni-næmdum sólsellum virkar grafít- eða kolefnislagið sem mótrafskaut: það hvetur raflausnafoxunarhvarfið, safnar rafeindum og kemur í stað platínu, sem lækkar kostnað frumunnar. Í perovskite sólarsellum er grafít notað sem bakrafskaut sem býður upp á góða leiðni, bættan efnafræðilegan stöðugleika, samhæfni við -lítil framleiðslu og leið til stórra-svæðaeininga.
Horfur fyrir kolefnisrafskaut í ljósvökva
Ljósvökvaiðnaðurinn heldur áfram að færast í átt að efni sem er hagkvæmara, auðveldara í framleiðslu, stöðugra í rekstri og henta betur til fjöldaframleiðslu. Grafít rafskaut uppfylla allar þessar kröfur, sem gerir þau að hagnýtu vali fyrir kostnaðar-viðkvæma og nýja tækjaarkitektúr og virkt þróunarsvið fyrir bæði rannsóknarstofufrumur og prentaðar einingar. Mismunandi gráður, kornastærðir og bindiefniskerfi eru notuð eftir útfellingaraðferðinni og leiðni miðsins, þannig að rafskautsval er venjulega gert samhliða búnaðarferlinu.
Algengar spurningar
Sp.: Af hverju er grafít notað sem rafskaut í sólarsellum?
Það sameinar mikla rafleiðni með efnafræðilegum stöðugleika og litlum tilkostnaði, og það er hægt að afhenda það með prentunar- og húðunaraðferðum sem þegar eru notaðar við framleiðslu eininga.
Sp.: Hvaða sólarsellugerðir nota grafít rafskaut?
Litarefni-næmdar sólarsellur nota grafít gegn rafskaut, og perovskite sólarsellur nota grafít eða kolefnis rafskaut; önnur tæki sem byggjast á kolefni- eru í þróun.
Sp.: Getur grafít komið í stað platínu í litarefni-næmdum sólarfrumum?
Í mörgum frumuhönnunum kemur grafít- eða kolefnismótarafskaut í stað platínu og hvetur samt þrí-joðíðminnkunarviðbrögðin, sem lækkar efniskostnað tækisins.
Sp.: Hvernig bætir kolefnisrafskaut stöðugleika perovskíts?
Þar sem það er efnafræðilega óvirkt, forðast það tæringu, rakanæmi og jónaflutningsvandamál sem tengjast aftursnertingum úr málmi, þannig að tækið brotnar hægar niður í notkun.
Sp.: Er grafít nógu leiðandi fyrir rafskaut fyrir sólarfrumu?
Já fyrir gagn- og bakrafskautavinnu. Leiðni er stillt í gegnum grafítgráðu, kornastærð og lagþykkt til að passa við núverandi söfnunarþörf frumunnar.
Sp.: Hvernig eru grafít rafskaut notuð í framleiðslu?
Notað er skjáprentun, húðun, blek-undirstaða útfellingar og lagskiptingu, sem hentar öllum stórum-flötum og sveigjanlegum undirlagi í stöðugu ferli.