薄膜太阳能电池原理

       在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。

正极活性物

       质由电位较正并在电解质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,氧或空气,卤素及其盐类,含

氧酸及其盐类等。.

电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电

路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压) ,但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时,在两

电极电位差的作用下即有电流流过外电路。

同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两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物质迁移。

       电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此,电池内部正常的电荷传递和物质传

递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时,电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反;电极反应必须是可逆的，

才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。

因此,电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。

为吉布斯反应自由能增量(焦) ; F为法拉第常数=96500库=26.8安小时; n

       为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式,也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程

式。实际上，当电流流过电极时,电极电势都要偏离热力学平衡的电极电势,这种现象称为极化。电流密度(单位电极面积上

通过的电流)越大,极化越严重。极化现象是造成电池能量损失的重要原因之一。 极化的原因有三:①由电池中各部分电阻造

成的极化称为欧姆极化;②由电极-电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化;③由电极-电解质界面层

中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电

极表面的催化活性。