什么是薄膜太阳能电池，薄膜太阳能电池工作原理

很多朋友对什么是薄膜太阳能电池，薄膜太阳能电池工作原理不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

2010年后，薄膜太阳能电池已经广泛应用于商业建筑和家庭住宅，电力输出进一步提高，从加州到肯尼亚，再到中国。除了灵活性之外，下面还将继续讨论薄膜太阳能电池相对于传统太阳能电池的优缺点，其效率更高的原因，以及薄膜太阳能电池能否成为煤炭和核能的替代品。

什么是薄膜太阳能电池如果你用过太阳能计算器，你就知道太阳能电池是基于薄膜技术的。显然，计算器里的太阳能电池不大也不沉，大部分只有2.5厘米长，0.6厘米宽，非常薄。薄膜太阳能电池的名称是根据其厚度特性定义的。硅太阳能电池有大约350微米厚的光吸收层，但是薄膜太阳能电池的光吸收层只有1微米厚。一微米是一米的百万分之一。

薄膜电池，顾名思义，就是用薄膜做的太阳能电池，用的硅很少，更容易降低成本。同时，它不仅是一种高效能源产品，还是一种新型建筑材料，更容易与建筑完美结合。在国际市场硅原料持续短缺的背景下，薄膜太阳能电池成为国际光伏市场发展的新趋势和热点。

薄膜太阳能电池是缓解能源危机的新型光伏器件。薄膜太阳能电池可由陶瓷、石墨、金属片等不同材料制成，价格低廉。能产生电压的薄膜厚度只有几个微米，目前转换效率最高可达13%。薄膜太阳能电池不仅是平面的，而且由于其柔性还可以制成非平面结构。它们的应用范围很广，可以与建筑结合，也可以成为建筑的一部分。

薄膜太阳能电池原理化学电池中，化学能直接转化为电能是电池内氧化、还原等自发化学反应的结果，这些反应分别在两个电极上进行。阳极活性材料由具有负电位且在电解质中稳定的还原剂组成，例如活性金属如锌、镉和铅，以及氢或碳氢化合物。

正极活性物质由具有正电位且在电解液中稳定的氧化剂组成，如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物、氧气或空气、卤素及其盐、含氧酸及其盐等。电解质是具有良好离子导电性的物质，如酸、碱、盐的水溶液，有机或无机非水溶液，熔盐或固体电解质。

当外电路断开时，虽然两极有电位差(开路电压)，但没有电流，电池中储存的化学能没有转化为电能。当外电路闭合时，在两电极间电位差的作用下，电流流过外电路。同时，由于电解质中没有自由电子，电荷的转移必然伴随着双极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应，以及反应物和反应产物的材料迁移。

电解质中电荷的转移也是通过离子的迁移来完成的。因此，电池中电荷转移和物质转移的正常过程是保证电能正常输出的必要条件。充电时，电池内部的电和传质方向正好与放电方向相反；电极反应必须是可逆的，以保证相反方向的传质和电转移的正常过程。

因此，电极反应的可逆性是形成电池的必要条件。是吉布斯反应自由能增量(焦)；f是法拉第常数=96500库=26.8安时；n是电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应的基本热力学关系，也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程。事实上，当电流流过电极时，电极电位会偏离热力学平衡电极电位，这种现象称为极化。

电流密度(单位电极面积通过的电流)越大，极化越严重。极化现象是电池能量损失的重要原因之一。

产生极化的原因有三：电池各部分电阻引起的极化称为欧姆极化；由于电极-电解质界面层电荷转移过程的阻滞而引起的极化称为活化极化；电极-电解质界面层中缓慢的传质过程引起的极化称为浓差极化。减少极化的方法是增加电极反应面积、降低电流密度、提高反应温度和提高电极表面的催化活性。

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