Prinzipien von Dünnschichtsolarzellen

In einer chemischen Batterie ist die direkte Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie das Ergebnis chemischer Reaktionen wie Oxidation und Reduktion, die spontan innerhalb der Batterie ablaufen und an jeweils zwei Elektroden ausgeführt werden. Der negative Wirkstoff besteht aus Reduktionsmitteln mit negativem Potential und Stabilität im Elektrolyten, wie Zink, Cadmium, Blei und anderen Aktivmetallen sowie Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffen. Der positive Wirkstoff besteht aus Oxidationsmitteln mit positiverem Potenzial und Stabilität im Elektrolyten, wie Mangandioxid, Bleidioxid, Nickeloxid und anderen Metalloxiden, Sauerstoff oder Luft, Halogenen und deren Salzen, Oxysäuren und deren Salzen usw.

Elektrolyte sind Materialien mit guter Ionenleitfähigkeit, wie Säuren, Basen, wässrige Salzlösungen, organische oder anorganische nichtwässrige Lösungen, geschmolzenes Salz oder feste Elektrolyte. Wenn der externe Stromkreis getrennt wird, besteht zwar eine Potenzialdifferenz (Leerlaufspannung) zwischen den Polen, es fließt jedoch kein Strom und die in der Batterie gespeicherte chemische Energie wird nicht in elektrische Energie umgewandelt. Wenn der äußere Stromkreis geschlossen ist, fließt aufgrund der Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden ein Strom durch den äußeren Stromkreis.

Da sich in der Batterie gleichzeitig kein freies Elektron im Elektrolyten befindet, muss die Ladungsübertragung von einer Oxidations- oder Reduktionsreaktion zwischen der aktiven Substanz und der Elektrolytgrenzfläche an den beiden Polen sowie dem Material begleitet sein Migration der Reaktanten und Reaktionsprodukte. Die Ladungsübertragung im Elektrolyten erfolgt ebenfalls durch die Ionenwanderung. Daher ist der normale Ladungsübertragungs- und Materialübertragungsprozess innerhalb der Batterie eine notwendige Voraussetzung, um die normale Abgabe elektrischer Energie sicherzustellen. Beim Laden ist die Richtung des Strom- und Stoffübertragungsprozesses innerhalb der Batterie genau entgegengesetzt zur Entladung; Die Elektrodenreaktion muss reversibel sein, um den normalen Prozess der Stoff- und Stromübertragung in die entgegengesetzte Richtung sicherzustellen.