SA518391866B1 - إلكترودات ضوئية وخلايا كهروكيميائية ضوئية مضاءة بواجهة ركيزة-إلكترود - Google Patents

إلكترودات ضوئية وخلايا كهروكيميائية ضوئية مضاءة بواجهة ركيزة-إلكترود Download PDF

Info

Publication number
SA518391866B1
SA518391866B1 SA518391866A SA518391866A SA518391866B1 SA 518391866 B1 SA518391866 B1 SA 518391866B1 SA 518391866 A SA518391866 A SA 518391866A SA 518391866 A SA518391866 A SA 518391866A SA 518391866 B1 SA518391866 B1 SA 518391866B1
Authority
SA
Saudi Arabia
Prior art keywords
photoelectrode
collector
type
contacts
emitter
Prior art date
Application number
SA518391866A
Other languages
English (en)
Inventor
جونزاليز رامون الكوبيلا
اربيلا تيريزا اندريو
فيلاسكلارس بابلو اوريتجا
بيريز جيرمان بينيلاس
فيجويراس كارليس روس
جونزاليز نينا ماجالى كاريتيرو
مارتين اريك كال
ليرونارت جوان رامون مورانت
ماريا دولوريس هيرنانديزالونسو
Original Assignee
.ايناغاس سيرفيسيز سوليوشينز، اس.ال.يو
.ريبسول اس. ايه
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by .ايناغاس سيرفيسيز سوليوشينز، اس.ال.يو, .ريبسول اس. ايه filed Critical .ايناغاس سيرفيسيز سوليوشينز، اس.ال.يو
Publication of SA518391866B1 publication Critical patent/SA518391866B1/ar

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/50—Processes
    • C25B1/55—Photoelectrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2022—Light-sensitive devices characterized by he counter electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/0201—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising specially adapted module bus-bar structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1868—Passivation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

يتعلق الاختراع الحالي بكشف إلكترود ضوئي ‏photoelectrode‏ لخلية كهروكيميائية ضوئية ‏photoelectrochemical cell‏. يضم الإلكترود الضوئي خلية شمسية خلفية التماس ‏back-contact ‎solar cell‏ تتضمن باعث ‏emitter‏ وملمسات مجمع ‏collector‏ تمت مباعدتها بفتحات أولى. تم ‏تجميع ملمسات الباعث والمجمع على التوالي في قضيب توصيل باعث ‏emitter busbar‏ وقضيب ‏توصيل مجمع ‏collector busbar‏. يتضمن الإلكترود الضوئي أيضاً طبقة تخميل ملمس ‏contact ‎passivation layer‏ لفصل ملمسات الباعث وملمسات المجمع عن الإلكتروليت ‏electrolyte‏ عند ‏الاستخدام. تتضمن طبقة تخميل الملمس أيضاً فتحات ثانية تتوافق مع الفتحات الأولى. يتضمن ‏الإلكترود الضوئي أيضاً طبقة راتينج ‏resin layer‏ تغطي الفتحات وجزءًا من طبقة تخميل الملمس ‏بحيث إنه في الاستخدام تعترض نواقل الشحنة ‏charge carriers‏ القادمة من ملمسات الباعث فقط ‏طبقة تخميل الملمس في طريقها إلى الإلكتروليت بينما يتم تجميع نواقل الشحنة القادمة من ملمسات ‏المجمع في قضيب توصيل المجمع. تم أيضاً تجهيز طبقة حفازة كهربائية ‏electrocatalyst layer‏ ‏تغطي على التوالي طبقة الراتينج و/أو طب

Description

إلكترودات ضوئية وخلايا كهروكيميائية ضوئية مضاءة بواجهة ركيزة -إلكترود ‎Substrate-Electrode interface Illuminated Photoelectrodes and‏ ‎Photoelectrochemical cells‏ الوصف الكامل
خلفية الاختراع
يتعلق الاختراع الحالي بإلكترودات ضوئية ‎photoelectrodes‏ لخلايا كهروكيميائية ضوئية filter-press ‏كهروكيميائية ضوئية لمرشح كبس‎ LIA ‏لا سيما‎ photoelectrochemical cells
يتعلق الكشف أيضاً بطرق لتصنيع تلك الإلكترودات الضوئية وبخلايا كهروكيميائية ضوئية
تتضمنها.
الخلايا الكهروكيميائية الضوئية لأكسدة ‎oxidation‏ واختزال ‎reduction‏ (أخسدة ‎(redox‏ التفاعلات
أمر معروف جيدًا. في الخلية الإلكروليتية الضوئة ‎cell‏ عترراه101061600م» على سبيل المثال
يمكن اختزال ثانى أكسيد ‎carbon dioxide Osos‏ (0) على الكاثود ‎cathode‏ بينما يأخذ نشوء
الأكسجين ‎oxygen‏ مكانه على الأنود ‎anode‏ الاختزال الكهروكيميائي ‎Electrochemical‏ ‎reduction 0‏ لثاني أكسيد ‎Osos‏ أمر معروف جيدًا لإنتاج مركبات عضوية ‎.organic compounds‏
‎Sb‏ يمكن اختزال الماء إلى هيدروجين ‎hydrogen‏ وهي الحالة التي يتم فيها الحصول على
‏هيدروجين في الكاثود بينما ينشاً الأكسجين على الأنود. شق الماء تحت الإشضعاع هو مسار
‏معروف جيدًا لإنتاج هيدروجين كوقود ‎chemical fuel (Alas‏ نظيف.
‏تعرف إلكترودات ضوؤئية مبنية على ماصات ‎absorbers‏ مصووعة من أشباه موصلات ‎semiconductors 5‏ ذوات فجوات نطاقية موجية ‎band gaps‏ في النطاق الأوسط للطيف الشمسي
‎solar spectrum‏ لتحسين كفاءة امتصاص الفوتون ‎photon absorption‏ تم استخدام تلك
‏الإلكترودات الضوئية ‎aL)‏ الإنتاجية في عمليات كهروكيميائية ضوئية ‎photoelectrochemical‏
‎processes‏ للوصول إلى مستويات أعلى لشدة التيار ‎current densities‏ عن تلك التي يتم الحصول
‏عليها مع ماصات أكسيد معدني ‎metal oxide‏ والتي تكون ‎Bale‏ ذوات فجوات نطاقية موجية أعلى 0 (على سبيل المثال أشباه موصلات عربضة النطاق ‎broadband semiconductors‏ مثل ثانى أكسيد
‏التاتينيوم010:06 ‎titanium‏ (1102) وفواقد أكبر تحدثها ‎sale)‏ تجميع ‎lef‏ للنواقل المتولدة بالضوء
‎«silicon ‏مثل سليكون‎ r materials diffusion lengths ‏وأطوال انتشار‎ photogenerated carriers
‏مركبات 111-61 (آرسينيد جاليوم ‎(GaAs) gallium arsenide‏ أو فوسفيد جاليوم ‎gallium phosphide‏
‎(GaP)‏ من بين أشياء أخرى) أو شالكوجينايدات ‎chalcogenides‏ (سى ‎of‏ أس ‎CIS‏ أو كيسترايتات ‎Kesterites‏ من بين أشياء أخرى) في عمليات كهروكيميائية ضؤئية لزيادة مستويات شدة التيار. العلاقات المتبادلة لفجواتها النطاقية مع الطيف الشمسي؛ اختيارات التخميل ‎passivation‏ للحصول على سرعات صغيرة لإعادة تجميع سطح مع الزيادة الناتجة في عمر النواقل الأقلية و؛ في نفس الوقت؛ إمكانية التحكم في مستوى التدميم ‎doping level‏ تسمح بتحقيق مستويات ‎ef‏ لشدة التيار إلى حدٍ بعيد عن تلك التي يتحصل عليها مع ماصات أكسيد معدني ذوات فجوات نطاقية أعلى وزيادة في فلطية الدائرة المفتوحة ‎copen circuit voltage‏ قريبة من قيمها النظرية القصوىي. تم الحصول على أمثلة لمستويات لشدة التيار باستخدام ماصات مختلفة قد تكون على سبيل المثال إلكترودات ضوئية ثانى أكسيد التاتينيوم: 1. 2 مللي ‎Caf mal‏ وإلكترودات ضوئية على أساس 0 سليكون: 18 ‎Caf mal A‏ ‎Bale‏ ما يتم استخدام تلك الإلكترودات الضوئية مع سقوط الضوء على واجهة إلكتروليت-إلكترود ‎(EE sell) Electrolyte-Electrode interface‏ أي يأخذ تفاعل حفزي كهروضوئي ‎photoelectrocatalytic reaction‏ مكانه في الجانب المضاء ‎illuminated side‏ من الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ وبالتالي لا يمكن استخدامه ‎Beis‏ على سبيل المثال؛ كإلكترودات 5 ضوئية على ‎WIA‏ كهروكيميائية ضوئية ‎(PEC) photoelectrochemical cells‏ على سبيل المثال مع تكوين مرشح كبس لتطوير نظم حفزية كهروضوئية ‎.photoelectrocatalytic systems‏ في تلك النظم ؛ تحتاج الفوتونات ‎photons‏ لعبور محلول إلكتروليتي ‎electrolyte solution‏ مع الفاقد الناتج لجز منها بإمتصاصات في المحلول الإلكتروليتي. ومن ثم يتطلب الأمر إلكتروليت عالي النفاذية ‎high transmittance electrolyte‏ في حدود الطاقة للطيف الشمسي. علاوة على ذلك؛ ‎Jie‏ ‏0 استخدام طبقات الحافزات الكهريائية ‎Jayers of electrocatalysts‏ لتنشيط عمليات حفزية ضوئية ‎photocatalytic processes‏ عامل مقيد ‎limiting factor‏ آخر لامتصاص الفوتون حيث إنه عامل مقيد للنفاذية الفعالة للنظام. إضافة ‎lla‏ يمثل ترسب طبقات الحفازات الكهربائية على الواجهة حيث تتم إضاءتها ‎Sele‏ مقيدًا لتحسين كلا من المعالجات التخميلية ‎passivation treatments‏ لزيادة عمر النواقل الأقلية فضلاً عن تحسين تصميم النظام (من وجهة نظر بصرية) على سبيل 5 المثال لتجهيز طبقة ضد الانعكاس ‎.antireflective layer‏
تستخدم نظم معروفة أخرى سليكون رقاقة/ركيزة ‎wafer/substrate‏ مع سقوط الضوء على واجهة ركيزة-إلكترود ‎Substrate-Electrode‏ (مضاءة ب ‎(SE‏ مع ‎lh‏ تحت إضاءة ركيزة-إلكترود تكون واحدة الإلكترود-إلكروليت على الجانب المقابل نسبة إلى الضوء الساقط ويسبب سماكة الماص ‎absorber‏ (الذي ‎Bale‏ ما يكون أكبر من طول انتشار الناقل ‎(carrier diffusion length‏ تفقد معظم الإلكترونات ‎electrons‏ بإعادة تجميع قريباً من سطح الركيزة. ومن ثم يتقيد التيار الضوئي ‎photocurrent‏ الذي تولده على سبيل المثال ركيزة سليكون ‎(Si) silicon‏ مضاة بركيزة-إلكترود. غرض الكشف الحالي هو تجهيز إلكترودات ضوئية من أجل خلايات كهروكيميائية ضوئية؛ على سبيل المثال بتكوين مرشح كبس» تكون مؤهلة للعمل تحت إضاءة ركيزة-إلكترود وتتغلب جزئياً على الأقل على عيوب الفن السابق ما يزيد من شد التيار المتولد.
0 تتعلق ‎dads‏ براءة الاختراع الأوروبية رقم: 257320911 بجهاز إنتاج غاز متكامل الخلايا الشمسية ‎axa solar-cell-integrated gas production device‏ توليد غاز أول وغاز ثاني من خلال استخدام القوة الدافعة الكهريائية ‎electromotive force‏ لخلية ‎eda eS‏ ويمكنه إمداد الطاقة لدائرة خارجية باستخدام الخلية الشمسية نفسها. يشتمل جهاز إنتاج الغاز المتكامل بالخلايا الشمسية على: جزه تحويل كهروضوئي ‎photoelectric conversion part‏ له سطح استقبال للضوء وسطحه الخلفي؛
5 إلكترود انحلال كهربي ‎electrolysis electrode‏ أول يتم توفيره على السطح الخلفي لجزءٍ التحويل الكهروضوئي بحيث ‎(Say‏ غمره في محلول إلكتروليتي ‎solution‏ عثار1601:01©؛ إلكترود انحلال كهربي ثانٍ يتم توفيره على السطح الخلفي لجزء التحويل الكهروضوئي بحيث يمكن غمره في المحلول الإلكتروليتي؛ ‎ejay‏ تبديل ‎changeover part‏ تتعلق وثيقة براءة الاختراع الدولية رقم: 201314032511 بطرق إنتاج فعالة من حيث التكلفة
0 للألواح الشمسية ‎solar panels‏ ذات الوصلة الخلفية ذات التلامس الخلفي والقائمة على السيليكون ذات الكفاءة العالية والألواح الشمسية منها التي تحتوي على العديد من مناطق الباعث والقاعدية المستطيلة ‎rectangular emitter and base regions‏ المتناوية على الجانب الخلفي من كل خلية؛ كل متها به ‎Jags‏ إصبع كهربائي معدني مستطيل ‎rectangular metallic electric finger‏ ‎conductor‏ أعلاه ويعمل بالتوازي مع منطقة الباعث والقاعدية ‎Alla)‏ طبقة عازلة أولى بين
5 الرقاقة وموصلات ‎cabal)‏ وطبقة عازلة ثانية بين موصلات الأصابع والتوصيلات البينية الخلوية ‎.cell interconnections‏
الوصف العام للاختراع في وجه ‎Jl‏ تم تجهيز إلكترود ضوئي من أجل خلية كهروكيميائية ضوتية. يمتد الإلكترود الضوئي من سطح طرفي أمامي ‎front end surface‏ إلى سطح طرفي خلفي ‎back end surface‏ مقابل؛ حيث يتم تعريض السطح الطرفي الأمامي في الاستخدام لإشعاع بضوء ساقط ويلامس السطح الطرفي الخلفي إلكتروليت الخلية الكهروكيميائية الضوئية. يضم الإلكترود الضوئي خلية شمسية خلفية التماس ‎back-contact solar cell‏ تمتد من سطح أمامي لخلية شمسية تمثل في الاستخدام السطح الطرفي الأمامي للإلكترود الضوئي المراد تعريضه للإشعاع ‎pgm‏ ساقط على سطح الخلية الشمسية الخلفي المقابل المتجه للسطح الطرفي الخلفي؛ حيث يضم سطح الخلية الشمسية الخلفي ملمسات باعث ‎emitter‏ ومجمع «00116000. تتم مباعدة ملمسات الباعث والمجمع 0 بنفتحات أولى وسطح الخلية الشمسية الخلفي ‎aig‏ تجميع ملمسات الباعث والمجمع على التوالي في ‎cual‏ توصيل باعد ‎emitter busbar‏ وقضيب توصيل مجمع ‎busbar‏ :00116010. يضم الإلكترود الضوئي أيضاً طبقة تخميل ‎contact passivation layer (mele‏ تغطي سطح الخلية الشمسية الخلفي لفصل ملمسات الباعث والمجمع عن الإلكتروليت في الاستخدام. تضم طبقة تخميل الملمس أيضاً فتحات ثانية تتوافق مع الفتحات الأولى للسطح الخلفي للخلية الشمسية. يتضمن الإلكترود 5 الضوئي أيضاً طبقة راتينج ‎resin layer‏ تغطي الفتحات وجزءِ من طبقة تخميل الملمس بحيث إنه في الاستخدام تعترض نواقل الشحنة القادمة من الباعث فقط طبقة تخميل الملمس في طريقها إلى الإلكتروليت بينما يتم تجميع نواقل ‎charge carriers dial)‏ القادمة من ملمسات المجمع في قضيب توصيل المجمع. يضم الإلكترود الضوئي أيضاً طبقة حفازة كهريائية ‎electrocatalyst layer‏ تغطي على التوالي طبقة الراتينج» طبقة تخميل الملمس» أو كليهماء حيث تمثل الطبقة الحفازة 0 الكهربائية السطح الطرفي الخلفي الذي يلامس الإلكتوليت في الاستخدام. وفقاً لهذا الوجه؛ يتم إذاً تجهيز إلكترود ضوئي مضاء بركيزة-إلكترود مناسب لخلية كهروكيميائية ضوئية. من أجل ذلك؛ يبدا الكشف من خلية شمسية خلفية التماس معروفة تم عزلها (حمايتها من الماء) بأسلوب خاص كي تكون مؤهلة للعمل في اتصال مع إلكتروليت. يبداً هذا العزل الخاص بطلاء بطبقة تخميل كي تحمي ملمسات الخلية الشمسية من التآكل في حال التماس مع 5 الإلكتروليت وتجهيز طبقة راتينج تتوافق مع ملمسات المجمع. بتلك الطريقة؛ تتدفق نواقل الشحنات من ملمسات المجمع؛ أي لا يمكن للملمسات المغطاة بالراتينج أن تعترض طبقة التخميل لكي
تلامس إلكتروليت الخلية الكهروكيميائية الضوئية؛ ولكن يتم تجميعها في قضيب توصيل المجمع. بعبارة أخرى ؛ تتوافق مع المناطق المغطاة بالراتينج مناطق المجمع ‎collector zones‏ حيث تتوافق مع المناطق غير المغطاة بالراتينج مناطق الباعث ‎-emitter zones‏ حسبما هو مستخدم هنا يجب أن يفهم المصطلح "قضيب التوصيل" بأنه منطقة؛ على سبيل المثال شريط أو قضيب معدني؛ يمكن تجميع ملمسات كهربائية ‎electrical contacts‏ فيها أو توحيد تركيزها لنقلها أكثر إلى إلكترود مضاد ‎counterelectrode‏ على سبيل المثال. في بعض الأمثلة؛ يمكن أن تتضمن طبقة تخميل الملمس تاتينيوم ‎+(Ti) titanium‏ في أمثلة أخرىء يمكن أن تتضمن طبقة تخميل الملمس معدناً يختار من كروم ‎¢(Cr) chromium‏ ألومنيوم ‎«(Al) aluminium‏ زنك ‎(Zn) zine‏ سبائكها ‎alloys‏ وتركيبات منها. يتضمن العزل الخاص أيضاً تجهيز طبقة حافز كهريائي لتيسير/تثبيت تفاعل نواقل الشحنة من مناطق الباعث ‎lull)‏ غير مغطاة بطبقة الراتينج) للإلكترود الضوئي مع المتفاعلات ‎reactants‏ ‏في الإلكتروليت عندا يرتطم ‎gg all‏ الساقط على السطح المقابل (إسطح طرفي أمامي) للإلكترود الضوئي. بفعل ذلكن يمكن استخدام خلية شمسية تلامس خلفي أو خلية مضاءة ‎illuminated cell‏ بواجهة ركيزة-إلكترود داخل خلية كهروكيميائية ضوئية مع إلكتروليت لتنفيذ تفاعلات أخسدة 5 كهروكيميائية ‎.electrochemical redox reactions‏ خلال الكشف الحالي يجب أن تفهم خلية شمسية خلفية التماس كخلية شمسية يتم فيها تجهيز ملمسات الباعث والمجمع في نفس ‎clad)‏ (جانب خلفي) مقابل للجانب الذي يتم ‎glad)‏ الضوء عليه (جانب أمامي). وذلك يعني إنه داخل خلية كهروكيميائية ضؤئية تكون واجهة الإلكترود- الإلكتروليت على الجانب المقابل نسبة إلى الضوءٍ الساقط. يمكن أن تتضمن أمثلة لخلايا شمسية 0 خلفية التماس معروفة خلايا خلفية التماس مشبكة ‎.(IBC) interdigitated back contact cells‏ حقيقة إن الملمسات على السطح الخلفي (المقابل لذلك الذي يتعرض للإشعاع بالضوء) تضمن أن يكون مجمل السطح ‎١‏ لأمامي للإلكترود الضوئي سطحاً ماصاً للفوتون ‎photon absorption surface‏ فعالاً. بتلك الطريقة؛ لم تعد ثمة حاجة لأن تعبر الفوتونات القادمة من الضوءٍ الساقط محلول إلكتوليت ‎lig‏ يتم تفادي فقد ‎eh‏ منها بإمتصاصات في محلول الإلكتروليت. وهذا يؤثر أيضاً 5 على نيع الإلكتروليت الذي يمكن استخدامه حيث لم تعد ثمة ‎dala‏ لإلكتروليت عالي النفاذية في حدود طاقة الطيف الشمسي. بذلك يكون مُجدي التكلفة.
ثمة ‎dag‏ آخر لاستخدام إضاءة ركيزة-إلكترود وهو إنه يتم توفير درجة أكبر من الحرية؛ على الأقل من حيث بنية ومادة المسطح الطرفي الأمامي؛ على الأقل عند مقارنتها ببنية ومادة الإلكترودات الضوئية لإضاءة إلكتروليت-إلكترود. وذلك بسبب إنه عندما يتم استخدام ركيزة-إلكترود أو إضاءة خلفية؛ لا يحتاج السطح الطرفي الأمامي ‎OY‏ يمس الإلكتروليت وبذلك يقل تآكل السطح الطرفي الأمامي ومن ثم يمتد عمر الإلكترود الضوئي. يعزز استخدام إضاءة ركيزة-إلكترود أيضاً الزيادة في المنطقة الفعالة للإلكترود حيث يمكن لمجمل السطح الطرفي الخلفي للإلكترود الضوئي أن يلامس الإلكتروليت. إضافة لذلك؛ يتم تجهيز جميع الملمسات (البواعث ‎emitters‏ والمجمعات ‎(collectors‏ في السطح الخلفي وذلك يتم تبسيط تجميعهم ودتم منع فواقد الظل. 0 في بعض التجسيدات؛ يمكن أن تتضمن الخلية الشمسية خلفية التماس ركيزة شبه موصلة ‎semiconductor substrate‏ ذات سطح ركيزة أمامي يحدد سطح الخلية الشمسية ا لأمامي؛ وسطح ركيزة خلفي مقابل يواجه سطح الخلية الشمسية الخلفي. في تلك التجسيدات؛ ‎(Sa‏ اختيار الركيزة شبه الموصلة من النوع-« والنوع-م. يمكن أن تتضمن الخلية الشمسية خلفية التماس أيضاً مناطق ‎doped regions desde‏ من نوع ‎nt‏ ومن نوع -*0( 5 واحدة أو أكثر. يمكن تجهيز المناطق المدممة من نوع -*« ومن نوع -*م تبادلياً على سطح الركيزة الخلفي؛ حيث يعتمد توزيع المناطق المدممة من نوع ‎nF‏ ومن نوع -*م على نوع الركيزة شبه الموصلة. يمكن أن تتضمن الخلية الشمسية خلفية التماس أيضاً مجمعاً معدنياً ‎metal‏ ‎collector‏ يغطي المناطق المدممة من نوع ‎nt‏ ومن نوع -*م لتحديد ملمسات الباعث والمجمع بحيث إنه في الاستخدام يجمع المجمع المعدني مناطق الباعث في قضيب توصيل الباعث ومناطق 0 المجمع في قضيب توصيل المجمع. في تلك الحالات؛ يمكن تجهيز الفتحات الأولى لسطح الخلية الشمسية الخلفي في المجمع المعدني بالتوافق مع وصلات ‎junctions‏ بين مناطق مدممة من نوع -07 ومن نوع -*0 كي تفصل ملمسات الباعث عن ملمسات المجمع. في تلك الحالات؛ يمثثل المجمع المعدني سطح الخلية الشمسية الخلفي. حسبما هو مستعمل هناء يفهم شبه الموصل من نوع-م بأنه يحوي ثقوياً حرة ‎(Le‏ حيث يفهم شبه 5 الموصل من نوع-: بأنه يحوي إلكترونات ‎a‏ غالباً. علاوةً على ذلك؛ يشير *« إلى شبه موصل
من نوع-07 ذي تركيز تدميم ‎doping concentration‏ عالي وبشير شبه الموصل من نوع-*م ذي تركيز تدميم عال. تجهيز المناطق المدممة من نوع -*« ومن نوع ‎pt‏ على سطح الركيزة الخلفي يسمح على سبيل المثال بتوزيع متبادل للثقوب والإلكترونات ويذلك بحسن مستويات شدة التيار وفلطيات الدائرة المفتوحة ‎circuit voltages‏ 00©0. وتجهيز مجمع معدني يغطي المناطق المدممة يسمح بتجميع ملمسات الباعث وملمسات المجمع بشكل مستقل في كل قضيب توصيل وبذلك يضمن سطحاً طرفياً خلفياً خالياً من ملمسات كهربائية. وهذا يحسن من تخميل السطح الطرفي الخلفي؛ أي يحسن سرعة إعادة تجميع سطح وبذلك يمتد عمر نواقل الشحنة المنتقلة إلى المناطق المدممة. في بعض التجسيدات؛ يمكن أن تتضمن الخلية الشمسية أيضاً طبقة تخميل أولى مجهزة بين 0 المجمع المعدني والمناطق المدممة. يمكن تجهيز طبقة التخميل الأولى بفتحات إضافية توافق كل منطقة مدممة بحيث إنه في الاستخدام تسمح الفتحات الإضافية بنقل نواقل شحنة من المناطق المدممة إلى المجمع المعدني. تجهيز طبقة التخميل الأولى يتجنب؛ أو يقلل على الأقل؛ من حدوث إعادات تجميع على سطح المناطق المدممة. وهذا يحسن من كفاءة سحب الفوتون من الضوء الساقط. في بعض الأمثلة؛ يمكن أن تحوي طبقة التخميل الأولى ثاني أكسيد سليكون ‎silicon‏ ‎(SiO) dioxide 5‏ أكسيد ألومنيوم ‎aluminium oxide‏ (:0دله) أو تركيبات منهما. ‎Sy‏ يمكن توقع أكسي تيتريدات ‎oxynitrides‏ أو نيتريدات ‎nitrides‏ سليكون» على ‎daw‏ المثال نيتريد السيليكون ‎.(Si3Ny) silicon nitride‏ في بعض التجسيدات؛ يمكن أن يتضمن الإلكترود الضوئي أيضاً طبقة ضد الانعكاس ‎antireflective layer‏ تغطي أجزاء واحدة أو أكثر لسطح الخلية الشمسية ا لأمامي الذي يتم تعريضه في الاستخدام للإشعاع بالضوءٍ الساقط. في بعض تلك الحالات؛ يمكن تغطية كامل سطح الخلية الشمسية الأمامي بالطبقة المضادة للانعكاس. في بعض تلك التجسيدات»؛ يمكن أن تحوي الطبقة المضادة للانعكاس أكسيد هافينيوم - ‎hafnium‏ ‎oxide‏ (د1170)؛ أول أكسيد السليكون ‎¢(Si0) silicon monoxide‏ ثاني أكسيد الزركونيوم ‎zirconium dioxide‏ (د2:0) ؛ أكسيد التانتالوم ‎¢(Taz0s) tantalum oxide‏ فلوريد سيريوم ‎cerium‏ ‎((CeFa) fluoride 5‏ أكسيد المغنيسيوم ‎(MgO) magnesium oxide‏ فلوريد المغنيسيوم
‎(MgF2) magnesium fluoride‏ ؛ ثاني أكسيد التاتينيوم ‎٠‏ في بعض تلك التجسيدات»؛ يمكن أن تحوي
‏الطبقة المضادة للانعكاس سطحاً مخشناً يمكن صنعه بتقنيات بناء نانوي على سبيل المثال.
‏في بعض التجسيدات؛ يمكن أن يتضمن الإلكترود الضوئي طبقة تخميل ثانية مجهزة بين الطبقة
‎lin]‏ الكهربائية وعلى التوالي طبقة الراتينج أو طبقة تخميل الملمس. في بعض الأمثلة؛ يمكن أن تحوي طبقة التخميل الثانية ثاني أكسيد تاتينيوم. في مزيد أمثلة؛ يمكن توقع أكسيدات معدنية
‎metal oxides‏ أخرى ‎Jie‏ على سبيل المثال أكسيد ا لألومنيوم وأكسيد السليكون. تعزز طبقة
‏التخميل الثانية طبقة تخميل الملمس الموجودة بالفعل المجهزة لتحسين الثبات ضد تأكل الإلكترود
‏الضوئي. ‎By‏ بدائل إضافية؛ ‎(Sa‏ توقع راتينجات ‎resing‏ أو بوليمرات موصلة للإلكترون (أو
‏الثقوب).
‏0 في بعض التجسيدات؛ يمكن أن يكون لطبقة التخميل الثانية سماكة تتراوح من 1 و 250 نانومتر بناءً على الخواص العازلة للكهريائي للأكسيد المعدني؛ على سبيل المثال ثاني أكسيد تاتينيوم؛ ثاني أكسيد سليكون؛ أكسيد ألومنيوم. عند استخدام أكسيد ألومنيوم أو ثاني أكسيد سليكون» في ظروف؛ بسبب تأثير نفقي؛ يمكن توقع سماكة حول 5-1 نانومتر. يمكن ترسيب طبقة التخميل الثانية باستخدام أي من تقنيات الترسيب المعروفة في الفن مثل على
‏15 سيبيل المثال ترسيب طبقة ذرية ‎(ALD) atomic layer deposition‏ ترسيب بخار كيميائي ‎¢(CVD) chemical vapor deposition‏ ترسيب نبض ليزر ‎«(PLD) pulsed laser deposition‏ رش؛ عمليات محلول-هلام ‎processes‏ [501-86» طلاء ربشة؛ طباعة شاشة؛ أو إيروجرافي. في بعض التجسيدات؛ يمكن أن تحوي طبقة التخميل الثانية أيضاً عناصر تدميم ‎doping elements‏ مثل على سبيل المثال ألومنيوم» نيوبيوم ‎(Nb) niobium‏ أو فانديوم ‎vanadium‏ (17).
‏0 في بعض التجسيدات» يمكن صنع طبقة الراتينج من بوليمر ذي مقاومة كيميائية وحرارية ‎Ale‏ ‏في بعض الحالات؛ يمكن توقع صيغة حمض بولي أميك ‎.polyamic acid‏ على ‎Ju‏ المثال ‎(Durimide®‏ متوفر تجارياً من ‎Electronic Materials‏ سلقازه1. في بعض تلك ‎ABN‏ يمكن أن يكون لطبقة الراتينج مقاومة حرارية تساوي أو أعلى من 200“9مئوية ومقاومة نوعية حجمية أعلى من 10" أوم.سم.
‏5 في بعض التجسيدات؛ يمكن اختيار الحفاز الكهريائي من معدن؛ أكسيد معدني أو هيدروكسيد معدني ‎emetal hydroxide‏ نيتريد معدني ‎metal nitride‏ فوسفيد معدني ‎metal phosphide‏ أو
بوليمر موصل ‎conductive polymer‏ يمكن اختيار الحفاز الكهريائي كوظيفة لتفاعل يراد إجراؤه
داخل الخلية الكهروكيميائية الضوئية وهو اختيار واضح لأولئك المهرة في الفن.
في بعض التجسيدات» يمكن أن تغطي طبقة الراتينج جزءًا من طبقة تخميل الملمس التي تتوافق مع
ملمسات المجمع بحيث إنه في الاستخدام تعترض الإلكترونات القادمة من ملمسات الباعث فقط طبقة تخميل الملمس في طريقها إلى مس إلكتروليت الخلية الكهروكيميائية الضوئية بينما يتم تجميع
نواقل الشحنة الموجبة ‎positive charge carriers‏ (الثقوب) القادمة من ملمسات المجمع في قضيب
توصيل المجمع. في تلك الحالات؛ يكون الإلكترود ‎Ag all‏ كاثودًا. من ثم يمكن نقل ثقوب
ملمسات المجمع المتجمعة في قضيب توصيل المجمع في الاستخدام إلى إلكترود مضاد (أنود)
يشكل جزءًا من الخلية الكهروكيميائية الضوئية.
0 في مزيد تجسيدات؛ يمكن أن تغطي طبقة الراتينج جزءًا من طبقة تخميل الملمس التي تتوافق مع ملمسات المجمع بحيث إنه في الاستخدام تعترض نواقل الشحنة الموجبة (الثقوب) القادمة من ملمسات الباعث فقط طبقة تخميل الملمس في طريقها إلى مس إلكتروليت الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎Lay‏ يتم تجميع الإلكترونات القادمة من ملمسات المجمع في قضيب توصيل المجمع. في تلك الحالات؛ يكون الإلكترود الضوئي أنود. يمكن نقل إلكترونات ملمسات المجمع المتجمعة في
5 قضيب توصيل المجمع في الاستخدام إلى إلكترود مضاد (كاثود) يشكل جزءًا من الخلية الكهروكيميائية الضوئية. في وجه إضافي؛ يمكن تجهيز خلية كهروكيميائية ضوئية. تضم الخلية الكهروكيميائية الضوئية إلكترود ضوئي أول كما تم وصفه من قبل فعلياً. يتم تجهيز الإلكترود الضوئي الأول بحيث إنه في الاستخدام يشعع ضوءٍ ساقط سطحه الطرفي الأمامي ويلامس سطحه الطرفي الخلفي إلكتروليت.
0 داخل الخلية الكهروكيميائية ‎dy all‏ يمكن أن يتألف مجمل العملية من جزءِين رئيسيين: امتصاص ضوء بواسطة الخلية الشمسية ما يؤدي إلى توليد ناقل شحنة ‎charge carrier‏ (ملمسات باعث ومجمع)؛ واستغلال نواقل الضوء المثار ‎excited photo carriers‏ هذه لإدارة تفاعلات حفزية ‎catalytic reactions‏ عند مس الإلكتروليت. لقد اكتشف المبتكرون إنه باستخدام إلكترودات ضوثئية كما تم وصفه من قبل ‎Lad‏ يتحقق تحسن لكفاءة أمثلة الخلية الكهروكيميائية الضوئية.
5 في ‎ang‏ إضافي أيضاً؛ تم تجهيز طريقة لتصنيع إلكترود ضوئي كما تم وصفه فعلياً من قبل. تتضمن الطريقة؛ تجهيز خلية شمسية خلفية التماس؛ تجهيز طبقة تخميل ملمس تغطي سطح
الخلية الشمسية الخلفي؛ وقد تم تزويد طبقة تخميل الملمس بفتحات ثانية تتوافق مع الفتحات الأولى. تتضمن الطريقة أيضاً تجهيز طبقة راتينج لسد الفتحات؛ حيث تغطي طبقة الراتينج أيضاً ‎Tein‏ من طبقة تخميل الملمس التي تتوافق مع ملمسات المجمع؛ وتجهيز طبقة حفاز كهريائي تغطي على التوالي طبقة الراتينج وطبقة تخميل الملمس. شرح مختصر للرسومات سيتم وصف أمثلة غير حصرية للكشف الحالي فيما يلي؛ استنادًا إلى الأشكال الملحقة؛ وفيها: الشكل 1أ يظهر مشهدًا قطاعياً عرضياً لإلكترود ضوئي وفقا لتجسيد؛ الشكل 1ب يظهر مشهدًا مغصصاً للشكل 1أ؛ الشكلان 2 و 2ب يظهران على التوالي مشهذًا قطاعياً عرضياً لكاتود ضوئي ‎photocathode‏ وأنود 0 ضوئي ‎photoanode‏ وفقاً لتجسيد؛ الشكل 2ج يظهر مشهدًا علوياً لنسق من تشابك ملمسات باعث ومجمع؛ الشكل 3 يظهر مشضهدًا علوياً للكاثود الضوئي الذي في شكل 2 وقد تم تجهيزه في خلية كهروكميائية ضوئية؛ الشكل 4 يظهر التغير في شدة تيار الكاثود الضوئي ‎(jeathode) photocathode current density‏ 5 كدالة لجهد إلكترود ضوئي منفرد في إلكترود ضوئي وفقاً لمثال 1؛ الشكل 15 يظهر التغير في شدة تيار أنود ضوئي ‎(janode) photoanode current density‏ كدالة لجهد إلكترود ضوئي منفرد في إلكترود ضوئي وفقاً لمثال 2؛ الشكل 5ب يظهر شدة تيار الأنود ‎(anode) anode current density‏ كدالة للزمن عندما يتم تنفيذ قيمة مطلقة لفلطية وفقاً لمثال 2؛ الشكل 6 يظهر التغير في شدة تيار الإلكترود الضوئي ‎(jeathode) photoelectrode current density‏ ‎AS‏ لجهد إلكترود ضوئي منفرد في إلكترود ضوئي وفقاً لمثال 3؛ الشكل 17 يظهر التغير في شدة تيار كاثود ضوئي كدالة لجهد إلكترود ضوئي منفرد؛ وفقاً للمثالين 4 و 4ب (خط أسوط مصمت للإلكترود الضوئي مع بلاتين ‎(Py) platinum‏ - مثال 4 وخط شرط رمادي للإلكترود الضوثئي مع نيكل ‎(Ni-Mo) Molybdenum a siaulsali—nickel‏ - مثال 5 +4ب)؛
الشكل 7ب يظهر شدة تيار الكاثود الضوئي كدالة للزمن عندما يتم تنفيذ قيمة مطلقة لفطلية وفقاً لمثال 1 بالنسبية للإلكترود الضوئي مع بلاتين؛ و الشكل 7ج يظهر شدة تيار الكاثود الضوئي كدالة للزمن عند تنفيذ ‎dad‏ مطلبة لفلطية وفقاً لمثال لب بالنسبة للإلكترود الضوئي مع نيكل -الموليبدنوم. الوصف التفصيلي: خلال الأشكال التالية سيتم استخدام نفس الأرقام المرجعية لمطابقة أجزاء . يظهر الشكلان 11 و 1ب مشهدين قطاعين عرضيين لإلكترود ضوئي وفقاً لتجسيد. يمكن أن يمتد الإلكترود الضوئي من سطح طرفي أمامي 10 إلى سطح طرفي خلفي مقابل 20. يتم تعريض السطح الطرفي الأمامي 10 للإشعاع بضواء ساقط ‎L‏ ويلامس السطح الطرفي الخلفي 0 20 في الاستخدام إلكتروليت الخلية الكهروكيميائية الضوئية. كما يظهر في شكلي 1أ و ‎cal‏ يضم الإلكترود الضوئي خلية شمسية خلفية التماس 100 يمكن أن تمتد من سطح خلية شمسية أمامي 110 إلى سطح خلية شمسية خلفي مقابل 120. يمكن أن يحدد سطح الخلية الشمسية الأمامي 110 السطح الطرفي الأمامي للإلكترود الضوئي 10 الذي يتم تشعيعه في الاستخدام بضوءٍ ساقط ,]آ. 5 في هذا التجسيد؛ يمكن أن يتضمن سطح الخلية الشمسية الخلفي 120 ملمسات باعث 2 وملمسات مجمع ©. يمكن مباعدة الملمسات ‎BE‏ و © بفتحات أولى 101 لسطح الخلية الشمسية الخلفي 120. يمكن تشبيك ملمسات الباعث ‎BE‏ والمجمع ©؛ أي تجهيزها في صفوف متبادلة. انظر شكل 2ج. يمكن تجهيز ملمسات الباعث ‎BE‏ والمجمع © بنسق مشبك يحدد "أصابع” ‎(Sang‏ تجميعها في أطراف ‎cilia‏ ملمسات الباعث 1 في قضيب توصيل باعث 111 أو منطقة حشية ‎pad area‏ 0 وبتم تجميع ملمسات المجمع © في قضيب توصيل مجمع 121 أو منطقة حشية. في تجسيدات ‎edly‏ يمكن توقع طرق أخرى لتجهيز بديل ‎Ciel) cil wall‏ والمجمع طالما أمكن تحديد/تمييز مناطق ملمسات الباعث عن مناطق ملمسات المجمع ويمكن تجميع/تركيز ملمسات المجمع من أجل انتقال إضافي (في الاستخدام) إلى على سبيل المثال إلكترود مضاد. يمكن أن يتضمن الإلكترود الضوئي إضافة لذلك طبقة تخميل ملمس 130 تغطي سطح الخلية 5 الشمسية الخلفي 120. تفصل طبقة تخميل الملمس ملمسات الباعث ‎BE‏ والمجمع © لسطح الخلية الشمسية الخلفي 120 عن إلكتروليت عندما يتم استخدام الإلكترود الضوئي في خلية كهروكيميائية
ضوئية. وهذا يقلل من ‎(SB‏ الملمسات المجهزة في سطح الخلية الشمسية الخلفي. في تلك الحالات؛ يمكن أن تحوي طبقة تخميل الملمس 130 تاتينيوم. ‎Sly‏ يمكن أن تحوي طبقة تخميل الملمس
‎ag‏ ألومنيوم؛ زنك أو سبائكها. يمكن أن تتضمن طبقة تخميل الملمس 130 إضافةٌ لذلك فتحات ثانية 131 تتوافق مع الفتحات
‏5 الأولى 101 لسطح الخلية الشمسية الخلفي 120.
‏يمكن تجهيز طبقة راتينج 140 أيضاً لسد الفتحات 101 و 131. في تجسيد الشكلين 511 ‎(al‏ ‏يمكن أن تتضمن طبقة الراتينج جزءًا 141 يغطي داخلية الفتحات الأولى 101 والثانية 131 وجزءًا آخر 142 يغطي مناطق مجاورة لبزبار ‎mouthpiece‏ الفتحات الثانية 131 أو بالقرب منه. في تلك الحالات؛ يمكن ‎of‏ تتضمن طبقة الراتينج إضافة لذلك جزءًا 143 يغطي جزءًا من طبقة تخميل
‏0 الملمس الذي يتوافق مع ملمسات المجمع ©. بتلك الطريقة؛ في الاستخدام؛ تعترض نواقل الشحنة القادمة من ملمسات الباعث ‎E‏ فقط طبقة تخميل الملمس 130 في طريقها إلى الإلكتروليت بينما يتم تجميع النواقل الشاحنة من ملمسات المجمع © في قضيب توصيل المجمع (انظر شكل 2ج). في البدائل» يمكن أن يكون ‎ead‏ من طبقة الراتينج التي تسد الفتحات توزيعات أخرى؛ على سبيل المثال قابس ‎plug‏ أو طبقة مستقيمة ‎layer‏ 14ع18ه0»؛ طالما كانت تسد الفتحات.
‏5 في جميع الحالات؛ يمكن أن تتضمن طبقة الراتينج صيغة حمض بولي أميك؛ متوفر تجارياً من ‎Fujifilm Electronic Materials‏ باسم ‎.Durimide®‏ ‏إضافة لذلك في هذا التجسيد؛ يمكن أن تغطي طبقة حفاز كهريائي 150 طبقة الراتينج 140( طبقة تخميل الملمس 130؛ أو كلتيهما على التوالي. وبذلك تشكل طبقة الحفاز الكهريائي السطح السطح الطرفي الخلفي للإلكترود الضوئي 20 التي تلامس في الاستخدام الإلكتروليت.
‏0 يظهر الشكلان 2 و 2ب على التوالي مشهدين قطاعيين عرضيين لكاثود ضوئي وأنود ضوئي وفقاً لتجسيد آخر. يختلف تجسيد الشكلين 2 و 2ب عن ذلك الذي في شكلي ‎HT‏ 1ب في إنه يمكن تجهيز طبقة تخميل 160 بين طبقة الحفاز الكهريائي 150 وطبقة الراتينئج 140 أو طبقة تخميل الملمس 130 على التوالي. في تلك التجسيدات؛ يمكن أن تحوي طبقة التخميل 160 ثانء أكسيد تاتينيوم. في تجسيدات بديلة؛ يمكن أن تحوي طبقة التخميل أكسيد معدني آخر مثل على سبيل
‏5 المثال أكسيد ألومنيوم» ثاني أكسيد سليكون أو داي كبريتيد مولييدتوم ‎molybdenum disulphide‏
(-8105). في بدائل إضافية أيضاً يمكن توقع راتينجات أو بوليمرات موصةة للإلكترون ‎Sf)‏ ‏ثقوب). ‏يختلف تجسيد الشكلين 2 و 2ب أيضاً عن ذلك الذي في شكلي 1أ و 1ب في إنه تم إظهار خلية شمسية خلفية التماس تضم ركيزة أو رقيقة شبه موصلة. يمكن أن تكون الركيزة شبه الموصلة ركيزة شبه موصلة لسليكون أحادي التبلور ‎monocrystalline‏ أو متعدد التبلور ‎.(c-Si) polycrystalline‏ في شكل 2 تم إظهار ركيزة شبه موصلة لسليكون من نوع-م 102 وفي شكل 2ب تم إظهار ركيزة شبه موصلة لسليكون من ‎ngs‏ 103. في تجسيدات بديلة؛ يمكن توقع ركائز ‎substrates‏ أو رقائق شبه موصلة أخرى مؤهلة لامتصاص ضوءٍ ساقط وتحدث نواقل شحنة حرة. على سبيل المثال سليكون لا بلوري ‎camorphous silicon‏ تلوريد كادميوم ‎¢(CdTe) cadmium telluride‏ 0 مركبات 111-7 مثل آرسينيد جاليوم أو فوسفيد جاليوم أو كالكوجينات ‎Jie CIS‏ أو كستربتات أو ‎gla‏ سيلينيد نحاس - آنديوم-جاليوم ‎(CIGS) copper-indium- gallium-diselenide‏ من بين أشياء أخرى . في كل الحالات؛ يمكن أن تمتد الركيزة أو الرقيقة شبه الموصلة من سطح ركيزة أمامي 1022؛ 2 مواجه لسطح الخلية الشمسية الأمامي (انظر شكلي 1أ و 1ب)»؛ إلى سطح ركيزة خلفي 5 مقابل 1021( 1031 مواجه لسطح الخلية الشمية الخلفي. يمكن تجهيز سطح الركيزة الخلفي 1021< 1031 بمناطق مدممة من نوع-*« 1 ومناطق مدممة من نوع-*م 2 مجهزة تبادلياً على سبيل المثال مشبكة كي تشكل صفوفاً من ملمسات (بالتوافق مع مناطق مدممة). في تلك الحالات؛ يمكن تغطية المناطق المدممة من نوع-*«0 1 ومن نوع-*0 2 بمجمع معدني 170 يمكن تجهيزه بفتحات 171 متوافقة مع وصلات بين المناطق المدممة من نوع-*0 1 ومن نوع-*م 2. يمكن بذلك 0 أن يكون للمجمع المعدني هندسية تطابق تلك التي للمناطق المدممة. في هذا التجسيد؛ يمكن صنع المجمع المعدني؛ على سبيل المثال؛ من ألومنيوم. ‎Ss‏ يمكن توقع معادن أخرى؛ بوليمرات موصلة ‎conductive polymers‏ أو أكسيدات معدنية موصلة مثل أيه زد أوه ‎AZO‏ أو آى تى أوه ‎ITO‏ ‏إضافة لذلك في هذا التجسيد؛ كما يظهر في شكلي 512 2ب؛ يمكن تجهيز طبقة تخميل 180 5 بين المنطقتين المدممتين 1؛ 2 والمجمع المعدني 170. يمكن تزويد طبقة التخميل 180 بفتحات 1 متوافقة مع المنطقتين المدممتين 1 2 بحيث إنه في الاستخدام؛ تسمح الفتحات 181 بانتقال
نواقل شحنة من المنطقتين المدممتين 1 2 إلى المجمع المعدني 170. في تلك الحالة يمكن صنع
طبقة التخميل من؛ على سبيل المثال؛ ثاني أكسيد سليكون أو أكسيد ألومنيوم. في تجسيد الشكل 2« يمكن أن تغطي طبقة الراتينج 140 جزءًا من طبقة تخميل الملمس 130 المتوافقة مع المناطق المدممة من النوع- *م 2. في تلك الحالات؛ يمكن أن تعترض نواقل الشحنة القادمة من المناطق المدممة من النوع-*« 1 المجمع المعدني 170 وطبقة تخميل الملمس 130 في طريقها إلى مس إلكتروليت الخلية الكهروكيميائية الضوئية. أيضاً في تلك الحالات؛ يمكن التقاط نواقل الشحنة القادمة من المناطق المدممة من النوع*م 2 بواسطة المجمع المعدني 170 وتجميعها في قضيب توصيل المجمع (انظر شكل 2ج) كي يمكن تكوينها لتقلها إلى إلكترود مضاد يمكن تجهيزه داخل الخلية الكهروكيميائية الضوئية. وهذا يعني إنه يمكن عزل الوصلات ‎pip"‏ (نوع شبه
0 موصل)إنوع منطقة مدممة) عن الإلكتروليت ويمكن أن تكون الوصلات *0/م في اتصال كهربائي مع الإلكتروليت من أجل نقل ‎clin al‏ المناظرة من ملمسات باعثها إلى الحفاز الكهربائي. الإلكترود الضوئي هو إذاً كاثود. في هذا التجسيد؛ يمكن صنع طبقة الحفاز الكهربائي 150 من حفاز يتم اختياره من حفازات 5 تفاعل نشوءٍ هيدروجين ‎(HER) hydrogen evolution reaction‏ مؤهلة لاختزال الماء
5 إلى هيدروجين؛ أو حفازات اختزال ثانى أكسيد الكريون مؤهلة لاختزال ثانى أكسيد الكريون إلى منتجات ‎Jie‏ أول أكسيد الكريون ‎«(CO) carbon monoxide‏ ميثان ‎«(CH4) methane‏ حمض 2- فلورو-5- أيودوبنزويك ‎(CoH) ethylene (ulin ¢(FICOOH) 2-Fluoro-5-iodobenzoic acid‏ في حالات بديلة؛ يمكن توقع حفازات أخرى » على سبيل ‎JU‏ حفازات اختزال ‎reduction‏ ‎catalysts‏ نيتراتات ‎nitrates‏ ونيتريتات ‎nitrites‏ في محاليل ماء.
0 في تجسيد الشكل 2ب؛ يمكن أن ‎ais‏ طبقة الراتينج 140 جزءًا من طبقة تخميل الملمس 130 التي تكون في توافق مع المناطق المدممة من النوع-*« 1. في تلك الحالات؛ يمكن أن تعترض نواقل الشحنة القادمة من المناطق المدممة من النوع-*م 2 فقط المجمع المعدني 170 وطبقة تخميل الملمس 130 في طريقها إلى مس إلكتروليت الخلية الكهروكيميائية الضوئية. إضافة لذلك في تلك الحالات؛ يمكن التقاط نواقل شحنة قادمة من المناطق المدممة من النوع-*« 1 بواسطة المجمع
المعدني 170 وتجميعها في قضيب توصيل المجمع كي يتم تكوينها ‎Lei‏ إلى إلكترود مضاد مجهز أيضاً داخل الخلية الكهروكيميائية الضوئية. هذا يعني إنه يمكن ‎Jie‏ وصلات *0/0 (نوع
شبه موصل/نوع منطقة مدممة) عن الإلكتروليت ويمكن أن تكون الوصلات 0/0 في اتصال كهربائي مع الإلكتروليت لنقل الشحنات المناظرة من ملمسات الباعث تلك إلى الحفاز الكهريائي. الإلكترود الضوئي هو إِذَا أنود. في هذا التجسيد؛ يمكن صنع طبقة الحفاز الكهريائي 150 من حفاز يتم اختياره من حفازات تفاعل شوءٍ أكسجين ‎(OER) oxygen evolution reaction‏ . حفازات نشوءٍ الأكسجين مؤهلة لأكسدة الماء إلى أكسجين. يمكن أن تشضمل أمثلة تلك الحفازات نيكل» سبيكة حديد -نيكل ‎Iron-nickel alloy‏ ‎¢(Ni-Fe)‏ موليبدينوم»؛ ‎cus‏ إيريديوم ‎¢(Ir) iridium‏ تانتالوم ‎(Ta) tantalum‏ روثيتيوم ‎ruthenium‏ ‎(Ru)‏ وسبائكهاء هيدروكسيدات ‎chydroxides‏ أكسيدات. في حالات بديلة؛ يمكن توقع حفازات أخرى؛ على سبيل المثال حفازات لأكسدة كهريائية ‎electro-oxidation‏ لملوثات في محاليل ماء. 0 في جميع الحالات؛ قد تعتمد طبقة الحفاز الكهربائي على الإلكترود الضوئتيء لو كان أنودها الضوئي أو كاثودها الضوني؛ وفي التفاعل المراد إجراؤه في الخلية الكهروكيميائية» أي الجزيء المراد اختزاله أو أكسدته. عموماً؛ لو كان الإلكترود الضوئي أنود ضوئي؛ يكون مطلوباً منتشئات أكسجين جيدة مثل حفازات تفاعل نشوء أكسجين مؤهلة لأكسدة على سبيل المثال ماء إلى أكسجين. لو كان الإلكترود الضوتي كاثود ضوئي؛ يكون مطلوباً حفازات كهربائية لاختزال الماء إلى 5 هيدروجين (حفازات تفاعل نشوء هيدروجين). بديلاً؛ من المرغوب فيه حفازات كهربائية مؤهلة لاختزال ثانى أكسيد الكريون إلى منتجات ‎Jie‏ قصدير ‎(Sn) tin‏ عندما يتم اختزال ثانى أكسيد الكربون إلى فورمات ‎formate‏ ‏في حالات إضافية؛ يمكن اختيار الحفاز الكهريائي من معدن؛ أكسيد معدني أو هيدروكسيد معدني ‎cmetal hydroxide‏ نيتريد معدني ‎cmetal nitride‏ فوسفيد معدني ‎metal phosphide‏ أو بوليمر موصل ‎polymer‏ ©000000117. في العموم؛ الهدف هو تجهيز حفاز كهربائي مناسب لأكسدة أو اختزال تفاعل. يمكن ترسيب الحفاز الكهريائي بطرق متعددة؛ ‎By lia‏ على سطح ‎cas SY)‏ على طلاء واقي (مثل ثانى أكسيد التاتينيوم) أو على ركيزة أكثر مسامية وموصلة»؛ كشبكة أو رغوي معدني ؛ لزيادة المساحة السطحية النشطة ‎Slag cactive surface area‏ يحسن النقل الإلكتروني على سطح التماس مع الإلكتروليت. 5 تختلف تجسيدات الشكلين 2 و 2ب أيضاً عن تلك التي في شكل 1آ و 1ب في إنه يمكن نسج سطح الركيزة الأمامي ¢1022 1032. في تلك الحالات؛ يمكن أن يكون المنسوج في شكل هرم
معكوس. يمكن توقع أشكال بديلة أخرى. وجه تجهيز شكل منسوج هو إنه يقلل الانعكاس بزيادة فرص الضوءٍ المنعكس المرتد للخلف إلى السطح؛ بدلأمن الخروج إلى الهواء المحيط. هذا يعني أن يتم بذلك زيادة امتصاص الفوتون الفعال. في تلك الحالات؛ يزيد المسار المائل ‎inclined path‏ الذي يحدثه شكل الهرم المعكوس من امتصاص الضوء الفعال.
وتختلف تجسيدات الشكلين 2 و 2ب أيضاً عن تلك التي في شكل 1آ و 1ب في إنه يمكن تجهيز طبقة مضادة للانعكاس 190 تغطي سطح الركيزة الأمامي ¢1022 1032. في تلك التجسيدات؛ يمكن أن تحوي الطبقة المضادة للانعكاس أكسيد ألومنيوم. بديلاً؛ء يمكن استخدام مواد أخرى مضادة للانعكاس مثل أكسيد-هافنيوم؛ أول أكسيد السليكون؛ ثاني أكسيد الزركونيوم» أكسيد التانتالوم؛ فلوريد سيريوم؛ أكسيد المغنيسيوم؛ فلوريد المغنيسيوم؛ أو ثاني أكسيد التاتينيوم. يحسن تجهيز طبقة
0 مضادة للانعكاس من امتصاص الفوتون على الأقل بخفض انعكاس الضوء الساقط. إضافة لذلك في تلك التجسيدات؛ يمكن تجهيز الطبقة المضادة للانعكاس تغطي كامل سطح الركيزة الأمامي. في مزيد حالات؛ يمكن تغطية سطح الركيزة الأمامي جزثئياً فقط بالطبقة المضادة للانعكاس. يمكن أيضاً تجهيز طبقة مضادة للانعكاس كما تم وصفه من قبل فعلياً في ركائز ذوات سطح أمامي مسطح ‎flat front surface‏ يمكن استخدام جميع الإلكترودات الضوئية كما تم وصفه فعلياً من قبل في خلية كهروكيميائية ضوئية. يظهر الشكل 2ج مشهدًا فوقياً لملمسات الباعث والمجمع المتشابكة لأي من الشكلين 2 أو 2ب. في هذا الشكل يمكن تحديد التجهيز المتشابك للمناطق المدممة بشكل واضح كصفوف أو أصابع 0 011 12 (تناظر ملمسات الباعث والمجمع) وقد تم تجهيزها تبادلياً وتمتد على التوالي لأعلى إلى قضيب توصيل أو منطقة حشية 111 121؛ حيث يمكن تجميع التيار الكهريائي الفعال من أجل نقله إلى إلكترود مضاد. في هذا التجسيد؛ يتم تجهيز '"قضيب التوصيل"” أو مناطق الحشوات 111؛ 1 في أطراف متقابلة بطول طول طولي للمناطق المدممة للخلية الشمسية. يظهر الشكل 3 تجسيدًا لخلية كهروكيميائية ضوئية يمكن أن تضم مقصورة (صهريج على سبيل 5 المثال) 3 ممتلئة بإلكتروليت. في جدار المقصورة 3 يمكن تجهيز إلكترود ضوئي أول 5 كما هو
مبين فعلياً في شكل 2 (أي كاثود ضوئي). في حالات بديلة؛ يمكن أن يكون الإلكترود الضوئي الأول كما هو مبين فعلياً في أي من الأشكال 1أ؛ 1ب أو 2ب: إضافة ‎SUN‏ في تجسيد الشكل 3؛ يمكن تجهيز إلكترود ثان 4 داخل الحجيرة 3 ‎Bela‏ عن الإلكترود الضوئي الأول 5. في تلك الحالة؛ يمكن أن يكون الإلكترود الثاني 4 أنود. يمكن توصيل الإلكترود الضوئي الأول والإلكترود الثاني كهربائياً أحدهما بالآخر ومن ثم إنتاج تفاعل كيميائي متوقع؛ كدالة لنوع إلكترودات وإلكتروليت الخلية. يمكن إضافةً لذلك ‎Sagas‏ فاصل تبادل-أيون -100 ‎exchange separator‏ 6 داخل الإلكتروليت متباعد عن الإلكترود الضوئي الأول 5 والإلكترود الثاني 4. ‎Alig‏ يقسم تجهيز فاصل تبادل الأيون الحجيرة إلى حجيرتين فرعيتين اثنتين. في كل حجيرة فرعية مختلفة أو هي نفسهاء بناءً على الظروف؛ يمكن استخدام إلكتروليت. على سبيل 0 المثال؛ يمكن توقع كاثوليت ‎catholyte‏ وآنوليت ‎-anolyte‏ ‏عموماً؛ يمكن أن يكون فاصل تبادل الأيون غشاءً مقاوم كيميائياً لأنوليتات ‎anolytes‏ وكاثوليتات ‎catholytes‏ وبذلك يعتمد على التفاعل المراد إجراؤه داخل الخلية الكهروكيميائتية الضوئية. في بعض الحالات؛ يمكن استخدام أغشية تبادل أيون ‎jon exchange membranes‏ كاتيون 0080000. في حالات أخرى ¢ يمكن استخدام أغشية تبادل أنيون ‎.anion exchange membranes‏ 5 أمثلة أغشضية تبادل الأيون كاتيون يمكن أن ‎sda‏ عمودًا فقرياً لبولي تترا فلور إيثيلين ‎(PTFE) polytetrafluorethylene‏ ذا سلاسل جانبي فوق مفلورة ‎perfluorinated side chains‏ بأطوال مختلفة ملحقة بالعمود الفقري خلال روابط أثير ‎ether linkages‏ ومطرفة بحمض سلفونيك ‎sulfonic acid‏ (50311-) بالبنية التالية؛ 8 | +“ بلق اصح ‎y 0 20‏ | . و ما 8 ميقم 1 ‎CF,‏ ‏حيث؛ © هو عدد صحيح 3-0 (يفضل ‎=m‏ 20 3( « هو عدد صحيح أعلى من 2 (يفضل 2 أو 3)؛ كل من ‎dey gx‏ صحيح من 100-1 (يفضل عدد صحيح من 80-3(« ‎M‏ ‏5 هو ‎SH‏ معدن قلوي ‎alkali metal‏ أو معدن أرضي قاعدي ‎alkaline earth metal‏ مثل الصوديوم
‎(Na) sodium‏ البوتاسيوم ‎¢(K) potassium‏ الليقيوم ‎¢(Li) lithium‏ الكالسيوم ‎«(Ca) calcium‏ ماغنيسيوم ‎(Mg) Magnesium‏ على التوالي؛ يمكن استخدام ‎abd‏ لأغضية تبادل الأنيون تتكون من عمود فقري لبوليمر ذي أمينات ‎amines‏ ‏مربوطة محولة إلى مركب أمونيوم رباعي كمجموعات وظيفية ‎functional groups‏ لتيسير حركة أيونات-01 حرة؛ يمكن استخدامها في الكشضف الحالي تشمل؛ أمونيوم ترزي ميثيل ‎trimethyl‏ ‎ammonium‏ (1118)» إيميد أزوليوم -ميقيل ‎emethyl-imidazolium‏ بنتا-ميثيل -جانيدينيوم ‎«penta-methyl-guanidinium‏ وداي آزا ‎sb‏ سيكلول[2»2+2]أوكتان ‎diazabicyclo[2,2.2]octane‏ ‏ومشتقاتها ‎¢tderivatives‏ ‏يمكن توقع فواصل أخرى مثل أغشية ترشيح نانوي ‎nanofiltering membranes‏ أو أغشية موصلة لأيون ‎ion conductive membranes‏ مبني على سيراميك مبنية على أكسيدات معدنية. يظهر تفصيل مكبر للشكل 3 المشهد القطاعي العرضي للإلكترود الضوئي الأول. يختلف هذا المشهد القطاعي العرضي عن ذلك الذي في شكل 2 في إنه يمكن إزالة طبقة التخميل (مرجع 0 للشكل 2). حسبما يظهر أكثر في التفصيل المكبر للشكل 3؛ يمكن تجهيز الكاثود الضوئي بطبقته المضادة 5 للانعكاس 190 مواجهة لخارج الصهريج 3. ويمكن إضافة لذلك تجهيز الكاثود الضوئي بطبقته الحفازة الكهربائية 150 المواجهة لداخلية الحجيرة 3 لمس محلول إلكتروليت يمكن تجهيزه داخل الحجيرة 3. يظهر التفصيل المكبر للشكل 3 أيضاً فاصل تبادل الأيون 6 وملسمات 41 الإلكترود الثاني 4. يمكن لكابل توصيل ‎connecting cable‏ 7 أن يصل ملمسات 41 الإلكترود الثاني 4 مع قضيب 0 التوصيل المناظر (مجمع) للإلكترود االضوئي الأول (كاثود ضوئي). في كل الحالات؛ لإدخال إلكترود ضوئي كما تم وصفه من قبل فعلياً في خلية كهروكيميائية ضوئية تضم إلكتروليت وإنتاج ملمس كهربائي في قضيب التوصيل المناظر؛ يمكن تجهيز الإلكترود الضوئي داخل ماسك يسمح بملامسة كهربائية لقضيب توصيل المجمع ويمكن أن يحوي دثارات ‎gaskets‏ لمنع عطل تماس بتلامس كهربائي مع الإلكتروليت. 5 في ‎ily‏ مزيدة؛ يمكن ‎of‏ يكون الإلكترود الثاني أيضاً إلكترود ضوئي كما تم وصفه فعلياً من قبل؛ على سيل المثال يختار من أمثلة الشكلين 2 أو 2ب. في تلك الحالات؛ يمكن أن يكون نوع
الركيزة شبه الموصلة للإلكترود الضوئي الأول مختلفاً عن نوع شبه الموصل للإلكترود الضوئي الثاني. وهذا يعني إنه؛ لو ضم الإلكترود الضوئي الأول ركيزة شبه موصلة من ‎ngs‏ (أنود ضوئي)؛ يضم الإلكترود الضوئي الثاني ركيزة شبه موصلة من نوع-م (كاثود ضوئي) والعكس بالعكس.
في بعض تجسيدات ويناة على التفاعل المتوقع إجراؤه داخل الخلية الكهروكيميائية الضوئية؛ يمكن أن يحوي الإلكتروليت ملحاً بالصيغة ‎MX‏ وفيها؛ يمكن اختيار 14 من مغنيسيوم؛ كالسيوم؛ ليثيوم» بوتاسيوم وصوديوم؛ بيكريوناتات ‎cbicarbonates‏ كبريتات ‎csulfates‏ هيدروكسيدات وهاليدات ‎halides‏ في بعض تلك الحالات؛ يمكن اختيار الإلكتروليت من بيكريونات الصوديوم ‎«(NaHCOs) sodium bicarbonate‏ أسيتات الصوديوم ‎«(NaCO2CH3) sodium acetate‏
بيكربونات البوتاسيوم ‎((KHCO3) potassium bicarbonate‏ كريونات البوتاسيوم ‎potassium‏ ‎((K2CO3) carbonate‏ كبريتات الصوديوم ‎¢(Na2SO4) sodium sulfate‏ كبريتات البوتاسيوم ‎((K2SO4) potassium sulfate‏ كلوريد البوتاسيوم ‎(KCI) potassium chloride‏ و بيركلورات البوتاسيوم ‎-(KClO4) potassium perchlorate‏ في مزيد تجسيدات؛ يمكن للإلكتروليت الحامل ‎supporting electrolyte‏ أن يحوي ملحاً بالصيغة 5 11.7.6 وفيه يمكن اختيار 14 من ‎casi‏ بوتاسيوم» صوديوم؛ مغنيسيوم؛ كالسيوم»؛ وسترونتيوم ‎¢strontium‏ يمكن أن تكون 7 إما أيون هيدروكسيد ‎hydroxide ion‏ أو أيون مضاد قادم من أحماض معدنية ‎mineral acids‏ تختار من هاليدات؛ كبريتات ‎sulphates‏ نترات ‎cnitrates‏ ‏كلوراتات ‎chlorates‏ وفوسفوتات ‎phosphates‏ في بعض تلك الحالات؛ يمكن اختيار الإلكتروليت من هيدروكسيد الصوديوم ‎sodium hydroxide‏ (012011» هيدروكسيد البوتاسيوم ‎potassium‏ ‎(KOH) hydroxide 0‏ كبريتات البوتاسيوم» كلوريد البوتاسيوم» حمض الهيدروكلوريك ‎hydrochloric‏ ‎«(HCI) acid‏ حمض الفوسفوريك ‎«(H3PO4) phosphoric acid‏ بيكريونات الصوديوم» فوسفات ثنائي البوتاسيوم ‎Dipotassium phosphate‏ (161100)؛ كبريتات الصوديوم. في تجسيدات إضافية؛ يمكن استخدام طبقات تخميل ‎passivation layers‏ أخرى أو طبقات حفازة كهربائية مختلفة لتحسين تطبيق الإلكترودات الضوئية كما تم وصفه فعلياً من قبل من أجل 5 تفاعلات مختلفة للحصول على منتجات مختلفة في على سبيل المثال الإنتاج الضوئي للماء أو
ثانى أكسيد الكريون مع زيادة الإنتاجية والكفاءة سواء بالعمل كأنود ضوئي أو ككاثود ضوئي بناءً على تكوين الملمس. في بعض التجسيدات؛ يمكن أن يكون الضوءٍ الساقط ضوءٍ شمس طبيعي أو أي نوع من مصدر إشعاع يتضمن نطاق الامتصاص لعلى سبيل المثال سليكون. هذا يعني إلى حدٍ كبير أي مصدر ‎radiation source glad} 5‏ ذا طول موجي ‎wavelength‏ في النطاق الأوسط للطيف الشمسي. ‎clases‏ يمكن استخدام ضوءٍ ساقط يتضمن طول موجي في المنطقة 1100-350 نانومتر. إجراء تجرببي لتصنيع إلكترودات ضوئية كما تم وصفه فعلياً من قبل» كانت نقطة البداية خلية شمسية خلفية التماس لتقنية خلايا خلفية التماس مشبكة. تم تصنيع الخلايا الشمسية خلايا خلفية التماس مشبكة 0 بواسطة جامعة بوليتكتيك في كاليفورنيا ‎-(UPC) Polytechnic University of Catalonia‏ كان للخلايا الشمسية خلايا خلفية التماس مشبكة التي تم استخدامها مساحة فعالة من 9 سم (3 ‎X‏ ‏3 سم). بتلك الطريقة؛ من كل رقيقة سليكون بمعيار 4 بوصة حجماً؛ تم تصنيع أربع خلايا شمسية خلايا خلفية التماس مشبكة. تم صنع الخلايا الشمسية خلايا خلفية التماس مشبكة بقطاع عرضي كما تم شرحه فعلياً فيما يتصل بالشكلين 2 و 2ب. هذا يعني إنها تضمتت مناطق مدممة من نوع« ونوع-م (مرجعا 1 و 2 للشكلين 2 و 2ب)؛ أي تجهيزها في صفوف أو أصابع (مرجعا 11 و 12 للشكل 2ج) بطول طول الخلية الشمسية. تمت تغطية المناطق المدممة بواسطة طبقة ألومنيوم ذات سماكة 5-3 ميكرون (مجمع معدني 170 في الشكلين 2 و 2ب). تم إجراء الأمثلة التالية على تلك الخلايا الشمسية خلايا خلفية التماس مشبكة: ‎Jie 0‏ 1- كاثود ضوئي لنشوءء هيدروجين ضمت الخلية الشمسية خلايا خلفية التماس مشبكة رقيقة من ‎pgs‏ مصنوعة من سليكون ويسمك 0 ميكرون. تم بسط طبقة تاتينيوم من 25 نانومتر على قمة المجمع المعدني للخلية الشمسية خلايا خلفية التماس مشبكة. تم بسط طبقة التاتينيوم بعملية حزمة شعاع-إلكتروني ‎-e-beam process‏
تم ترسيب طبقة ‎Durimide®‏ (زاتينج متوفر تجارياً من فوجي ‎ald‏ على سبيل المثال ‎(Fujifilm‏ ‏بسمك 2 ميكرون لسد الفتحات ومناطق مدممة من نوع -*م كما تم شرحه ‎Lad‏ يتصل على سبيل المثال بشكل 2). تم بسط طبقة ‎Durimide®‏ بعملية طلاء دوامي ‎spin coating process‏ وبعد عملية الطلاء الدوامي» تم إجراء عملية ليثيوجرافية ضوئية ‎photolithography process‏ باستخدام قناع ظاهر
سالب ‎negative revealed mask‏ لاكتشضاف المناطق المتوافقة مع مناطق مدممة من نوع- *«وقضيب توصيل الباعث بحيث إنه في الاستخدام تصل نواقل الشحنة القادمة من مناطق من النوع-*# إلى الإلكتروليت ويسمح بتماس كهربائي من قضيب توصيل الباعث. تم إنشاء تداخل صغير من حوالي 50 ميكرون في منطقة قضيب توصيل المجمع لضمان العزل بين ملمسات
الباعث والمجمع. تم ترسيب طبقة ثانى أكسيد التاتينيوم بسمك حوالي 100 نانومتر بواسطة ترسيب طبقة ذرية في 709 مثوية و 3700 دورة. تم ترسيب طبقة بلاتينيوم بسمك حوالي 2 نانومتر على طبقة ثانى أكسيد التاتينيوم بواسطة تبخير حراري ‎thermal evaporation‏ وتلدينها خلال 1 ساعة في ظروف فراغية في “200مئوية.
5 تتم تعريض الإلكترود الضوئي للإشعاع باستخدام محاكي شمسي ‎Solar Light solar simulator‏ 5 مجهز بمصباح-76 3000 واط ومرشح 1.5 جيجا أيه أم ‎AM‏ لإحداث صهيرة من 100مللي واط سم 2 وكان الإلكترود الضوئي المضاء في تماس مع إلكتروليت يحوي 0.5جزيء جرامي حمض ‎-(H2S04) sulfuric acid <li Sl)‏
يظهر الشكل 4 القياس الفلطي الدوري ‎cyclic voltammetry‏ للكاثود الضوئي حيث تم إظهار التغير في شدة تيار الإلكترود الضوئي كدالة لجهد إلكترود ضوئي مفرد. كان معدل المسح ‎scan‏ ‎rate‏ هو 20 ميجا فلط/ثانية. تم تقدير كفاءة الهيدروجين الفارادية ل 795 من قياسات حجمية. مثال 2- أنود ضوئي لنشوء أكسجين - نشوء هيدروجين أو حفاز اختزال ‎reduction catalyst‏ ثانى أكسيد الكريون في الإلكترود المضاد
5 تضمنت الخلية الشمسية لخلايا خلفية التماس مشبكة رقيقة من نوع-« مصنوعة من سليكون بسمك 0 ميكرون.
تم بسط طبقة تاتينيوم من 30 نانومتر على قمة المجمع المعدني للخلية الشمسية خلايا خلفية التماس مشبكة. تم بسط طبقة التاتينيوم بعملية تبخير ‎.evaporation process‏ تم ترسيب طبقة ‎Durimide®‏ (راتينج متوفر تجارياً من فوجي فيلم على سبيل المثال) بسمك 5 ميكرون لسد الفتحات والمناطق المدممة من نوع-*« كما تم شرحه ‎Lad‏ يتصل على سبيل المثال بالشكل 2ب). تم بسط طبقة ‎Durimide®‏ بطلاء دوامي ويعد عملية الطلاء الدوامي» تم ‎shal‏ عملية لثيوجرافية ضوئية باستخدام قناع ظاهر سالب لاكتشاف المناطق المتوافقة مع مناطق مدممة من ‎PEs‏ ‏وقضيب توصيل الباعث بحيث إنه في الاستخدام تصل نواقل الشحنة القادمة من مناطق من ‎preg‏ إلى الإلكتروليت ويسمح بتماس كهربائي من قضيب توصيل الباعث. تم إنشاء تداخل 0 صغير من حوالي 50 ميكرون في منطقة قضيب توصيل المجمع لضمان العزل بين ملمسات الباعث والمجمع. تم ترسيب طبقة ثانى أكسيد التاتينيوم بسمك حوالي 100 نانومتر بواسطة ترسيب طبقة ذرية في 50° مثوية و 3700 دورة. تم ترسيب طبقة نيكل بسمك حوالي 25 نانومتر على طبقة ثانى أكسيد التاتينيوم بواسطة تبخير 5 حراري. تم تعريض الإلكترود الضوئي للإشعاع باستخدام محاكي شمسي 166 ‎Solar Light‏ مجهز ‎Xe—z bia‏ 3000 واط ومرشح 1.5 جيجا ‎AM‏ لإحداث صهيرة من 100مللي واط سم *. وكان الإلكترود الضوئي المضاء في تماس مع إلكتروليت يحوي 1 جزيء جرامي هيدروكسيد البوتاسيوم. 0 يظهر الشكل 15 القياس الفلطي الدوري للأنود الضوئي حيث تم إظهار التغير في شدة تيار الإلكترود الضوئي كدالة لجهد إلكترود ضوئي مفرد. كان معدل المسح هو 20 ميجا فلط/ثانية. تم إظهار اختبار ثبات لمدة 1 ساعة في الشكل 5ب. يظهر الشكل بشدة تيار الأنود كدالة على الزمن. كانت الفلطية الواقعة 1.23 فلط مقابل إلكترود هيدروجين قابل للانعكاس ‎reversible‏ ‎(RHE) hydrogen electrode‏ يوجد فاقد أولي من حوالي 120-15 أثناء الخمس دقائق الأولى؛ بعد ذلك كان التيار الضوئي مستقرًا لمدة 1 ساعة. مثال 3- كاثود ضوئي لنشوء هيدروجين
تضمنت ‎LAY‏ الشمسية لخلايا خلفية التماس مشبكة رقيقة من نوع-م مصنوعة من سليكون بسمك 0 ميكرون. تم بسط طبقة تاتينيوم من 30 نانومتر على قمة المجمع المعدني للخلية الشمسية خلايا خلفية التماس مشبكة. تم بسط طبقة التاتينيوم بعملية تبخير.
تم ترسيب طبقة ‎Durimide®‏ (زاتينج متوفر تجارياً من فوجي فيلم على سبيل المثال) بسمك 5 ميكرون لسد الفتحات والمناطق المدممة من ‎prog gi‏ كما تم شرحه ‎Lad‏ يتصل على سبيل المثال بالشكل 2). تم بسط طبقة ‎Durimide®‏ بعملية طلاء دوامي ‎dag‏ عملية الطلاء ‎aio algal)‏ إجراء عملية لثيوجرافية ضوئية باستخدام قناع ظاهر سالب لاكتشاف المناطق المتوافقة مع مناطق مدممة من
0 نوع-*: وقضيب توصيل الباعث بحيث إنه في الاستخدام تصل نواقل الشحنة القادمة من مناطق من النوع-*« إلى الإلكتروليت ويسمح بتماس كهربائي من قضيب توصيل الباعث. تم إنشاء تداخل صغير من حوالي 50 ميكرون في منطقة قضيب توصيل المجمع لضمان العزل بين ملمسات الباعث والمجمع. تم ترسيب طبقة بلاتينيوم بسمك حوالي 5 نانومتر على طبقة الراتينج بواسطة تبخير حراري وصب
5 بالتنقيط إضافي. تم تعريض الإلكترود الضوئي للإشعاع باستخدام محاكي شمسي 166 ‎Solar Light‏ مجهز بمصباح-760 3000 واط ومرشح 1.5 جيجا ‎AM‏ لإحداث صهيرة إشعاع من 100مللي واط سم" 2 وكان الإلكترود الضوئي المضاء في تماس مع إلكتروليت يحوي 0.5 جزيء جرامي حمض
0 الكبربتيك. يظهر الشكل 6 القياس الفلطي الدوري للكاثود الضوئي حيث تم إظهار التغير في شدة تيار الإلكترود الضوئي كدالة لجهد إلكترود ضوئي مفرد. كان معدل المسح هو 20 ميجا فلط/ثانية. مثال 4ا- كاثود ضوئي لنشوءٍ الهيدروجين ‎(Hy) hydrogen‏ تضمنت ‎LAY‏ الشمسية لخلايا خلفية التماس مشبكة رقيقة من نوع-م مصنوعة من سليكون بسمك
5 280 ميكرون.
تم بسط طبقة تاتينيوم من 25 نانومتر على قمة المجمع المعدني للخلية الشمسية خلايا خلفية التماس مشبكة. تم بسط طبقة التاتينيوم بعملية حزمة أشعة-إلكترونية. تم ترسيب طبقة ‎Durimide®‏ (راتينج متوفر تجارياً من فوجي فيلم على سبيل المثال) ‎dou‏ 5 ميكرون لسد الفتحات والمناطق المدممة من نوع-*م كما تم شرحه فيما يتصل على سبيل المثال بالشكل 2). تم بسط طبقة ‎Durimide®‏ بعملية طلاء دوامي ‎dag‏ عملية الطلاء ‎aio algal)‏ إجراء عملية لثيوجرافية ضوئية باستخدام قناع ظاهر سالب لاكتشاف المناطق المتوافقة مع مناطق مدممة من نوع-*« وقضيب توصيل الباعث بحيث إنه في الاستخدام تصل نواقل الشحنة القادمة من مناطق من النوع-* إلى الإلكتروليت ويسمح بتماس كهربائي من قضيب توصيل الباعث. تم إنشاء تداخل 0 صغير من حوالي 50 ميكرون في منطقة قضيب توصيل المجمع لضمان العزل بين ملمسات الباعث والمجمع. تم ترسيب طبقة موصلة واقية ‎protective-conductive layer‏ من راتينج إيبوكسي نيكل ‎nickel‏ ‎epoxy resin‏ (بسمك حوالي 500 ميكرون) في درجة حرارة الغرفة؛ وتم طلاء رغوي نيكل ‎nickel‏ ‏0 بسمك حوالي 6 ملليمتر بترسيب كهربائي ‎electrodeposition‏ ببلاتينيوم تم وضعه على قمة الراتينج. تم تقديد البوليمر الموصل عند ©150مثوية لمدة ساعة واحدة لضمان ريط جيد للرغوي المعدني ‎metallic foam‏ (أي رغوي النيكل المطلي بالبلاتينيوم). تم تعريض الإلكترود الضوئي للإشعاع باستخدام محاكي شمسي 168 ‎Solar Light‏ مجهز بمصباح-166 3000 واط ومرشح 1.5 جيجا ‎AM‏ لإحداث صهيرة إشعاع من 100مللي واط سم 2 وكان الإلكترود الضوئي المضاء في تماس مع إلكتروليت يحوي 0.5 جزيء جرامي حمض الكبريتيك. مثال 4ب- كاثود ضوئي ‎esl‏ الهيدروجين يختلف المثال 4ب عن ‎Jal)‏ 4 في إنه تم طلاء النيكل بموليبدينوم ‎Ya‏ من بلاتينيوم؛ والذي تم طلاؤه أيضاً بترسيب كهربائي. 5 تتم تعربض الإلكترود الضوئي للإشعاع باستخدام محاكي شمسي 166 ‎Solar Light‏ مجهز ‎Xe—z bia‏ 3000 واط ومرشح 1.5 جيجا ‎AM‏ لإحداث صهيرة من 100مللي واط سم *.
كان الإلكترود الضوئي المضاء بالنيكل-موليبدينوم في تماس مع إلكتروليت يحوي 1 جزيء جرامي هيدروكسيد البوتاسيوم. يظهر الشكل 7 القياس الحجمي الدوري للإلكترود الضوئي للمثالين 4 و 4ب (خط أسود مصمت للإلكترود الضوئي لمثال 4أ و خط متقطع رمادي للإلكترود الضوئي للمثال 4ب) حيث تم إظهار التغير في شدة تيار الإلكترود الضوئي كدالة لجهد إلكترود ضوئي مفرد. كان معدل المسح هو 20 ميجا فلط/ثانية. تم إظهار اختبارات ثبات لمدة ساعة واحدة في الشكلين 7ب و 7ج. يظهر الشكل 7ب و 7ج شدة تيار الكاثود كدالة للزمن للإلكترود الضوئي مع بلاتين (أي إلكترود ضوئي المثال 4( والإلكترود الضوئي مع النيكل-موليبدينوم (أي الخاص بالمثال 4ب)؛ على التوالي. كانت الفلطية المنفذة 0.3 0 فلط مقابل إلكترود هيدروجين قابل للانعكاس بالنسبة للإلكترود الضوئي مع بلاتين و 0 فلط مقابل إلكترود هيدروجين قابل للانعكاس بالنسبة للإلكترود الضوئي مع النيكل-موليبدينوم. رغم إنه قد تم عرض عدد فقط من الأمثلة في تلك الوثيقة؛ فمن المحتمل وجود بدائل؛ تعديلات؛ استخدامات و/أو نظائر أخرى لها. ‎Bde‏ على ذلكن تمت أيضاً تغطية جميع التركيبات المحتملة للأمثلة الموصوفة. ومن ثم؛ فإنه يجب عدم حصر نطاق الكشف الحالي بأمثلة خاصة؛ ولكن يجب 5 اعتباره فقط بقراءة عادلة لعناصر الحماية التالية. قائمة التتابع ‎١‏ (ملي أمبير لكل سم ‎(ge‏ ‎VE"‏ مقابل. ‎(RHE‏ ‎TE‏ الزمن (دقيقة)

Claims (1)

  1. عناصر الحماية
    1. إلكترود ضوئي ‎photoelectrode‏ لخلية كهروكيميائية ضوئية ‎¢photoelectrochemical cell‏ يمتد الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ من سطح طرفي أمامي ‎front end surface‏ إلى سطح طرفي خلفي ‎back end surface‏ مقابل؛ حيث يتم تعريض السطح الطرفي | لأمامي ‎front end surface‏ في الاستخدام للإشعاع بضوء ساقط ويلامس السطح الطرفي الخلفي ‎back end surface‏ المقابل في الاستخدام إلكتروليت ‎electrolyte‏ الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎ephotoelectrochemical cell‏ حيث يضم الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ ‏- سطح خلية شمسية أمامي ‎back-contact solar cell‏ يشكل في الاستخدام السطح الطرفي الأمامي ‎front end surface‏ للإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ المراد تشعيعه بالضوءٍ الساقط إلى - سطح خلية شمسية خلفي ‎solar cell back surface‏ مقابل يواجه السطح الطرفي الخلفي ‎back‏ ‎Cus (Lilia end surface 0‏ يضم سطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar cell back surface‏ المقابل مُلَمّسات باعث ‎emitter‏ ومُلَمّسات مجمع ‎collector‏ تمت مباعدة ملمسات الباعث ‎emitter‏ ومُلَمّسات المجمع ‎collector‏ بفتحات أولى لسطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar cell back surface‏ المقابل؛ وقد تم تجميع مُلَمّسات الباعث ‎emitter‏ وَمُلَجْسات المجمع ‎collector‏ على التوالي في قضيب توصيل ‎emitter busbar Ce bs‏ وقضيب توصيل مجمع ‎collector busbar‏ و حيث يضم الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ أيضاً - طبقة تخميل ملمس ‎contact passivation layer‏ تغطي سطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar cell‏ ‎back surface‏ المقابل لفصل مُلَمّسات الباعث ‎emitter‏ ومُلَمّسات المجمع ‎collector‏ عن الإلكتروليت ‎electrolyte‏ عند الاستخدام» ‎Cua‏ تضم طبقة تخميل الملمس ‎contact passivation layer‏ أيضاً فتحات ثانية متوافقة مع الفتحات الأولى لسطح ‎Lal)‏ الشمسية الخلفي ‎solar cell back surface‏ ‎edt 0‏ - طبقة راتينج ‎resin layer‏ تغطي الفتحات الأولى والفتحات الثانية وجزءًا من طبقة تخميل الملمس ‎contact passivation layer‏ التي تكون في توافق مع ‎CHICA‏ المجمع ‎collector contacts‏ بحيث إنه في الاستخدام تعترض نواقل الشحنة ‎charge carriers‏ القادمة من ملمسات الباعث ‎emitter‏ فقط طبقة تخميل الملمس ‎contact passivation layer‏ في طريقها إلى الإلكتروليت ‎electrolyte‏ بينما يتم
    تجميع نواقل الشحنة ‎charge carriers‏ من ملمسات المجمع ‎collector‏ في قضيب توصيل المجمع ‎«collector busbar‏ و - طبقة حفاز كهريائي ‎electrocatalyst layer‏ تغطي على التوالي طبقة الراتينج ‎cresin layer‏ طبقة تخميل الملمس ‎«contact passivation layer‏ أو كلتيهما» حيث تشكل الطبقة الحفاز الكهربائي ‎electrocatalyst layer 5‏ السطح الطرفي الخلفي ‎back end surface‏ المقابل الذي يلامس في الاستخدام الإلكتروليت ‎.electrolyte‏
    ‏2. الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث تضم الخلية الشمسية خلفية التماس ‎solar cell back surface‏ ‎(I 10‏ ركيزة شبه موصلة ‎semiconductor substrate‏ بها 1( سطح ركيزة أمامي ‎substrate front surface‏ يحدد سطح الخلية الشمسية الأمامي ‎solar cell‏ ‎«front surface‏ و 2( سطح ركيزة خلفي ‎substrate back surface‏ مقابل يواجه سطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar‏ ‎cell back surface‏ المقابل ؛» حيث يتم اختيار الركيزة شبه الموصلة ‎semiconductor substrate‏ من نوع-0 ومن ‎pgs‏ ‏ب) مناطق مدممة ‎doped regions‏ نوع-*( ‎n*¢ sig‏ واحدة أو أكثر ؛ حيث يتم تجهيز المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع- م ونوع*0 ‎(ABE‏ على سطح الركيزة الخلفي ‎substrate back surface‏ المقابل؛ حيث يعتمد توزيع المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع-*م ونوع*« على نوع الركيزة شبه ‎«semiconductor substrate dla gall‏ و ‎(z 0‏ مجمع معدني ‎metal collector‏ يغطي واحدة أو أكثر من المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع-7م ونوع*«0 لكي يحدد على التوالي ملمسات الباعث ‎emitter‏ ومُلَمّسات المجمع ‎collector‏ بحيث إنه في الاستخدام يجمع المجمع المعدني ‎metal collector‏ ملمسات الباعث ‎emitter‏ قضيب توصيل ‎emitter busbar Cell‏ ويلامس المجمع ‎collector‏ في ‎rund‏ توصيل المجمع ‎collector‏ ‎Cus busbar‏ تم تجهيز الفتحات الأولى لسطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar cell back surface‏ 5 في المجمع المعدني ‎metal collector‏ بالتوافق مع وصلات ‎junctions‏ بين واحدة أو أكثر من مناطق مدممة ‎regions‏ 00060 من نوع*« ونوع-”م كي تفصل ملمسات الباعث ‎emitter‏ عن ملمسات
    المجمع ‎ccollector‏ حيث يشكل المجمع المعدني ‎metal collector‏ سطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar cell back surface‏ المقابل.
    3. الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ وفقاً لعنصر الحماية 2 حيث يكون نوع ركيزة شبه الموصل ‎semiconductor 5‏ من نوع-0؛ يحدد ملمسات الباعث ‎emitter‏ المناطق المدممة ‎doped regions‏ من النوع-0«7 ويحدد ملمسات المجمع ‎collector‏ المناطق المدممة ‎doped regions‏ من النوع-*م . 4 الإلكترود الضوئي ‎photoclectrode‏ وفقاً لعنصر الحماية 2 حيث فيه يكون نوع ركيزة شبه الموصل ‎semiconductor‏ نوع-0؛ يحدد ملمسات الباعث ‎emitter‏ المناطق المدممة ‎doped regions‏ من النوع 7م ويحدد ملمسات المجمع ‎collector‏ المناطق المدممة ‎doped regions‏ من النوع 17 .
    5. الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ وفقاً لعنصر الحماية 1؛ حيث يتم صنع طبقة الراتينج ‎resin‏ ‎layer‏ من بوليمر يكون ثابتاً ‎Lilia‏ وله مقاومة حرارية تساوي أو أعلى من 2009مئوية وله مقاومة نوعية حجمية أعلى من 10" أوم.سم.
    6. الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ وفقاً لعنصر الحماية 1 حيث يضم الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ أيضاً طبقة تخميل ‎passivation layer‏ ثانية مجهزة بين طبقة الحفاز الكهربائي ‎electrocatalyst layer‏ وعلى ‎sill‏ طبقة الراتينج ‎resin layer‏ أو طبقة تخميل الملمس ‎contact‏
    ‎.passivation layer‏
    7. خلية كهروكيميائية ضوئية ‎photoelectrochemical cell‏ تضم إلكترود ضوئي ‎photoelectrode‏ ‏أول يمتد من سطح طرفي أمامي ‎front end surface‏ إلى سطح طرفي خلفي ‎back end surface‏ ‎(lia‏ حيث يتم تعريض السطح الطرفي | لأمامي ‎front end surface‏ عند الاستخدام للإشعاع بضوء ساقط ويلامس السطح الطرفي الخلفي ‎back end surface‏ المقابل في الاستخدام إلكتروليت ‎electrolyte 5‏ الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎Gua cphotoelectrochemical cell‏ يضمن الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ الأول
    - خلية شمسية خلفية التماس ‎back-contact solar cell‏ تمتد من - سطح أمامي لخلية شمسية ‎solar cell front surface‏ تمثل في الاستخدام السطح الطرفي | لأمامي ‎front end surface‏ للإلكترود الضوئي ‎photoclectrode‏ المراد تعريضه للإشعاع بالضوء الساقط على -سطح خلية شمسية خلفي ‎solar cell back surface‏ مقابل متجه للسطح الطرفي الخلفي ‎back‏ ‎end surface‏ المقابل؛ حيث يضم سطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar cell back surface‏ المقابل ملمسات باعث ‎emitter‏ ‏وملمسات مجمع :0116010؛ حيث تتم مباعدة ملمسات الباعث ‎emitter‏ وملمسات المجمع ‎collector‏ ‏بفتحات أولى وسطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar cell back surface‏ المقابل؛ ويتم تجميع ملمسات 0 الباعث ‎emitter‏ وملمسات المجمع ‎collector‏ على التوالي في قضيب توصيل باعث ‎emitter busbar‏ وقضيب توصيل مجمع ‎collector busbar‏ حيث يضم الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ أيضاً - طبقة تخميل ملمس ‎contact passivation layer‏ تغطي سطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar cell‏ ‎back surface‏ المقابل لفصل ملمسات الباعث ‎emitter‏ وملمسات المجمع ‎collector‏ عن الإلكتروليت ‎electrolyte 15‏ في الاستخدام» حيث تضم طبقة تخميل الملمس ‎Lead contact passivation layer‏ فتحات ثانية تتوافق مع الفتحات الأولى للسطح الخلفي للخلية الشمسية ‎solar cell back surface‏ المقابل؛ - طبقة راتينج ‎resin layer‏ تغطي الفتحات الأولى والفتحات الثانية ‎png‏ من طبقة تخميل الملمس ‎contact passivation layer‏ التي تتوافق مع ملمسات المجمع ‎ccollector‏ بحيث إنه في الاستخدام تعترض نواقل الشحنة ‎charge carriers‏ القادمة من ملمسات الباعث ‎emitter‏ فقط طبقة تخميل الملمس ‎passivation layer‏ 001861 في طريقها إلى الإلكتروليت ‎electrolyte‏ بينما يتم تجميع نواقل الشحنة ‎charge carriers‏ القادمة من ملمسات المجمع ‎collector‏ في قضيب توصيل المجمع ‎«collector busbar‏ و - طبقة حفازة ‎electrocatalyst layer 450 gS‏ تغطي على التوالي طبقة الراتينج ‎cresin layer‏ طبقة 5 تخميل الملمس ‎«contact passivation layer‏ أو كليهما» حيث تمثل الطبقة الحفازة الكهريائية
    ‎electrocatalyst layer‏ السطح الطرفي الخلفي ‎back end surface‏ الذي يلامس الإلكتروليت ‎electrolyte‏ في الاستخدام؛ ‏وحيث يتم تجهيز الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ الأول بحيث إنه في الاستخدام يشعع ضوءٍ ‏ساقط سطحه الطرفي | لأمامي ‎front end surface‏ وبلامس سطحه الطرفي الخلفي ‎back end surface‏ المقابل الإلكتروليت ‎.electrolyte‏
    ‏6. الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎photoelectrochemical cell‏ وفقاً لعنصر الحماية 7 حيث تضم ‏الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎photoelectrochemical cell‏ أيضاً: ‏إلكترود ‎electrode‏ ثان تم تجهيز متباعدًا عن الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ الأول» و ‏0 فاصل تبادل-أيون ‎fon-exchange separator‏ موضوع بين الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ الأول والإلكترود ‎electrode‏ الثاني؛ حيث يتم توصيل الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ الأول والإلكترود ‎electrode‏ الثاني كهربائياً ببعضهما البعض. ‏5 9. الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎photoelectrochemical cell‏ وفقا لعنصر الحماية 8؛ ‎Cus‏ يضم الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ الأول ركيزة شبه موصلة ‎semiconductor substrate‏ من نوع- ‎op‏ حيث يتم تحديد ملمسات الباعث ‎emitter‏ بواسطة مناطق ‎doped regions dase‏ من نوع ‎n+‏ ‏ويتم تحديد ملمسات المجمع ‎collector‏ بواسطة المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع ‎p+‏ ‏20 10. الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎Wg photoelectrochemical cell‏ لعنصر الحماية 7 تتضمن أيضاً: ‏1 حجيرة كاتودية ‎cathodic compartment‏ تضم إطار حامل كاثود ‎cathode support frame‏ يضم ‎sale‏ كاثودية ‎cathodic material‏ تعمل ككاثود ‎¢cathode‏ إطار توزيع ‎distribution frame‏ ثاني أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ (0©) مائع وغازي أول وإطار توزيع ‎distribution frame‏ ثانى ‏5 أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ مائع وغازي ثان؛ دثار كاثودي ‎cathodic gaskets‏ واحد أو أكثرء تم وضع واحد أو أكثر من الدثارات الكاثودية ‎cathodic gaskets‏ بين الإطار الحامل للكاثود ‎cathode‏
    ‎support frame‏ والمائع الأول وإطار توزيع ‎distribution frame‏ ثاني أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ ‎(CO)‏ الغازي والمائع الثاني وإطار توزيع ‎distribution frame‏ ثاني أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ ‎«gall (CO)‏ وكأطراف جانبية لحجيرة الكاثود ‎tcathodic compartment‏ حيث تم تجهيز الإطار الحامل للكاثود ‎support frame‏ 801006 بين إطاري التوزيع ‎distribution frames‏ الأول والثاني؛
    ب) حجيرة أنودية ‎anodic compartment‏ تضم إطارًا حاملاً لأنود ‎anode support frame‏ يضم مادة أنودية ‎anodic material‏ تعمل كأنود 60006؛ إطار توزيع مائع ‎fluid distribution frame‏ مجهز بحيث يكون إطار توزيع المائع ‎fluid distribution frame‏ على ‎gia‏ من الحجيرة الأنودية ‎anodic‏ ‎compartment‏ أقرب إلى الغشاء ‎ase‏ إلى الإطار الحامل ‎¢anode support frame ago‏ ودثار أنودي ‎anodic gaskets‏ واحد أو أكثر ؛ وقد تم وضع واحد أو أكثر من الدثارات الأنودية ‎anodic‏
    ‎gaskets 0‏ بين الإطار الحامل للأنود ‎anode support frame‏ وإطار توزيع المائع ‎fluid distribution‏ ‎frame‏ وكأطراف جانبية للحجيرة الأنودية ‎tanodic compartment‏ و ج غشاء تبادل-أيون ‎ion-exchange membrane‏ مجهزة بين الحجيرة الكاثودية ‎cathodic‏ ‎compartment‏ والحجيرة الأنودية ‎tanodic compartment‏ حيث فيه 5 1) المادة الكاثودية ‎cathodic material‏ هي إلكترود مسامي موصل ‎conductive porous electrode‏ مع مادة حفاز كهريائي ‎electrocatalyst material‏ لثاني أكسيد الكريون ‎(CO2) carbon dioxide‏ مثبت؛ 2) تم تجهيز المائع الأول وإطار توزيع ‎distribution frame‏ ثاني أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ (20) الغازي؛ المائع الثاني وإطار توزيع ‎distribution frame‏ ثاني أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ ‎sl (Coy 0‏ » وواحد أو أكثر من الدثارات الكاثودية ‎cathodic gaskets‏ بحيث إنه في الاستخدام يسمح المائع الأول وإطار توزيع ‎distribution frame‏ ثاني أكسيد الكريون ‎(CO) carbon dioxide‏ الغازي؛ المائع الثاني وإطار توزيع ‎distribution frame‏ ثاني أكسيد الكريون ‎(CO) carbon dioxide‏ الغازي ؛ وواحد أو أكثر من الدثارات الكاثودية ‎cathodic gaskets‏ بإدخال كاثوليت ‎catholyte‏ وثاني أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ (0©) غازي بشكل منفصل إلى الحجيرة الكاثودية ‎cathodic‏ ‎compartment 5‏ _من خلال ‎Mle‏ إدخال ‎inlet ports‏ مختلفة وبسمح المائع الأول وإطار توزيع ‎=U distribution frame‏ أكسيد الكربون ‎(CO2) carbon dioxide‏ الغازي؛ المائع الثاني وإطار توزيع
    ‎distribution frame‏ ثاني أكسيد الكريبون ‎carbon dioxide‏ (د0) ‎dl‏ ؛ وواحد أو ‎AST‏ من الدثارات الكاثودية ‎cathodic gaskets‏ بخروج الكاثوليت ‎ccatholyte‏ المنتجات السائلة والغازية و/أو ثانى أكسيد الكريون ‎carbon dioxide‏ (02©) غير متفاعل بشكل مشترك من خلال ‎Mie‏ خروج ‎outlet port‏ 55 3) تم تجهيز إطار توزيع المائع ‎«fluid distribution frame‏ الإطار الحامل للأتود ‎anode support‏ ‎frame‏ وواحد أو أكثر من الدثارات الأنودية ‎anodic gaskets‏ بطريقة بحيث إنه في الاستخدام يسمح إطار توزيع المائع ‎«fluid distribution frame‏ الإطار الحامل للأنود ‎anode support frame‏ وواحد أو أكثر من الدثارات الأنودية ‎anodic gaskets‏ بإدخال أنوليت ‎anolyte‏ الحجيرة الأنودية ‎anodic‏ ‎compartment‏ من خلال ‎Mie‏ إدخال ‎cinlet port‏ وبسمح إطار توزيع المائع ‎fluid distribution‏ ‎frame 10‏ الإطار الحامل للأنود ‎anode support frame‏ وواحد أو أكثر من الدثارات الأنودية ‎anodic‏ ‎gaskets‏ بخروج الأنوليت ‎anolyte‏ ومنتجات الأكسدة ‎oxidation products‏ بشكل مشترك من خلال ‎ie‏ خروج ‎‘outlet port‏ 4( المادة الأنودية ‎material‏ 00016ة» هي مادة أنودية حفازة كهربائياً ‎photocatalytic anodic‏ ‎material‏ ويتم وضعها في جانب مواجه لغشاء النافذة البصرية ‎membrane of optical window‏ للإطار الحامل للأنود ‎tanode support frame‏ وقد تم تجهيزها بحيث إنه في الاستخدام تكون مؤهلة للتماس مع الأنوليت ‎anolyte‏ الذي تم إدخاله في الحجيرة الأنودية ‎anodic compartment‏ من خلال منفذ الإدخال ‎inlet port‏ و» هي مؤهلة لتنشيطها عندما يصل إشعاع مستخدم لتشعيع الحجيرة الأنودية ‎anodic compartment‏ إلى النافذة البصرية ‎optical window‏ بجاتنبها المقابل من النافذة الضوئية الذي لا يواجه الغشاء ‎¢membrane‏ و 5( للمادة الأنودية الحفازة الضوئية ‎sala photocatalytic anodic material‏ كاثودية لانتشار الغاز ‎gas diffusion cathodic material‏ نسبة مساحة سطحية ‎surface area‏ تقع من 1: 1 إلى 1: 0.02 حيث تكون المادة الأنودية ‎anodic material‏ إلكترود ضوئي ‎photoelectrode‏ من النوع ‎«p+‏ ويتم تحديد ملمسات ‎emitter Sell‏ من خلال المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع -+0 وبتم تحديد ملمسات المجمع ‎collector‏ من خلال المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع هن وفقاً 5 لعنصر الحماية 4.
    1. الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎photoelectrochemical cell‏ وفقا لعنصر الحماية 7« تتضمن أيضاً: 1 حجيرة كاثودية ‎cathodic compartment‏ تضم ‎Sela Ua}‏ لكاثود ‎cathode support frame‏ يضم ‎sale‏ كاثودية ‎cathodic material‏ تعمل ككاثود ‎¢cathode‏ إطار توزيع مائع ‎fluid distribution‏ ‎¢frame 5‏ دثار كاتودي ‎cathodic gaskets‏ واحد أو أكثر ؛ وقد تم وضع واحد أو أكثر من الدثارات الكاتودية ‎cathodic gaskets‏ بين الإطار التحامل للكاقود ‎cathode support frame‏ وإطار توزيع المائع ‎fluid distribution frame‏ وكأطراف جانبية للحجيرة الكاثودية ‎¢cathodic compartment‏ ب حجية أنودية ‎anodic compartment‏ تضم ‎Ha}‏ حاملاً لأنود ‎anode support frame‏ يضم مادة أنودية ‎anodic material‏ تعمل كأنود ‎¢anode‏ إطار توزيع مائع ‎fluid distribution frame‏ مجهز 0 بحيث يكون إطار توزيع المائع ‎fluid distribution frame‏ على جزءٍ من الحجيرة الأنودية ‎anodic‏ ‎compartment‏ أقرب إلى الغشاء ‎membrane‏ منه إلى الإطار الحامل للأنود ‎¢anode support frame‏ دثار أنودي ‎anodic gaskets‏ واحد أو أكثر » وقد تم وضع واحد أو أكثر من الدثارات الأنودية ‎anodic‏ ‎gaskets‏ بين الإطار الحامل للأنود ‎anode support frame‏ وإطار توزيع المائع ‎fluid distribution‏ ‎frame‏ وكأطراف جانبية للحجيرة الأنودية ‎tanodic compartment‏ و ج فاصل تبادل-أيون ‎ion-exchange separator‏ مجهز بين الحجيرة الكاثودية ‎cathodic‏ ‎compartment‏ والحجيرة الأنودية ‎tanodic compartment‏ حيث فيه 1) المادة الكاثودية ‎cathodic material‏ هي إلكترود ‎electrode‏ مع ‎sale‏ حفاز كهربائي ‎csi Je lil electrocatalyst material‏ هيدروجين ‎(HER) hydrogen evolution reaction‏ مثبت؛ 2) تم تجهيز إطار توزيع المائع ‎fluid distribution frame‏ وواحد أو أكثر من الدثارات الكاثودية ‎cathodic gaskets‏ بحيث إنه في الاستخدام يسمح إطار توزيع المائع ‎fluid distribution frame‏ وواحد أو أكثر من الدثارات الكاثودية ‎cathodic gaskets‏ بإدخال كاثوليت ‎catholyte‏ إلى الحجيرة الكاثودية ‎cathodic compartment‏ من خلال منافذ إدخال ‎inlet port‏ مختلفة ‎many‏ إطار توزيع المائع ‎fluid distribution frame‏ وواحد أو أكثر من الدثارات الكاثودية ‎cathodic gaskets‏ بخروج 5 الكاثوليت ‎catholyte‏ ومنتج الاختزال ‎reduction product‏ بشكل مشترك من خلال ‎Mie‏ خروج ‎outlet‏ ‎‘port‏
    3( تم تجهيز إطار توزيع المائع ‎«fluid distribution frame‏ الإطار الحامل للأتود ‎anode support‏ ‎frame‏ وواحد أو أكثر من الدثارات الأنودية ‎anodic gaskets‏ بطريقة بحيث إنه في الاستخدام يسمح إطار توزيع ‎fluid distribution frame Bll‏ وواحد أو أكثر من الدثارات الأنودية ‎anodic gaskets‏ بإدخال أنوليت ‎anolyte‏ في الحجيرة الأنودية ‎anodic compartment‏ من خلال منفذ إدخال ‎inlet‏ ‏5 00:6 ويسمح إطار توزيع المائع ‎fluid distribution frame‏ وواحد أو أكثر من الدثارات الأنودية ‎anodic gaskets‏ بخروج الأنوليت ‎anolyte‏ ومنتجات الأكسدة ‎oxidation products‏ بشكل مشترك من خلال منفذ ‎toutlet port zg Al‏ 4( المادة الأنودية ‎canodic material‏ هي إلكترود ‎electrode‏ يحوي حفازة كهربائياً ‎electrocatalyst‏ ‎material‏ لتفاعل نشوء أكسجين ‎<(OER) oxygen evolution reaction‏ و 5( للمادة الأنودية ‎anodic material‏ والمادة الكاثودية ‎cathodic material‏ نسبة مساحة سطحية ‎surface area‏ تقع من 1: 1 إلى 1: 0.02 حيث تكون المادة الكاثودية ‎cathodic material‏ إلكترود ضوئي شبه موصل ‎semiconductor‏ ‎photoelectrode‏ من النوع +0؛ يتم تحديد ملمسات ‎emitter Sell‏ من خلال المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع -+0 ‎hig‏ تحديد ملمسات المجمع ‎collector‏ من خلال المناطق المدممة ‎doped regions 5‏ من نوع -+(؛ أو تكون المادة الأنودية ‎anodic material‏ إلكترود ضوئي شبه موصل ‎(semiconductor photoelectrode‏ النوع ‎ant‏ يتم تحديد ملمسات الباعث 80108 من خلال المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع -+8 ويتم تحديد ملمسات المجمع ‎collector‏ من خلال المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع -+0 وقد تم وضع الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ ‏في جانب مواجه لغشاء النافذة البصرية ‎membrane of optical window‏ و» هو مؤهل لتنشيطه 0 عندما يصل الإشعاع المستخدم للتشعيع إلى النافذة البصرية ‎optical window‏ بالجانب المقابل من النافذة الضوئية غير المواجه للغشاء ‎.membrane‏
    ‏2. طريقة لتصنيع الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ وفقاً لعنصر الحماية 1 تشمل: - تجهيز الخلية الشمسية الخلفية التماس ‎«back-contact solar cell‏
    - تجهيز طبقة تخميل الملمس ‎contact passivation layer‏ تغطي سطح الخلية الشمسية الخلفي ‎solar cell back surface‏ المقابل ¢ تم تزويد طبقة تخميل الملمس ‎contact passivation layer‏ بفتحات ثانية متوافقة من الفتحات الأولى» - تجهيز طبقة راتينج ‎resin layer‏ لسد الفتحات الأولى والفتحات ‎Cua (dull‏ تغطي طبقة الراتينج ‎resin layer 5‏ أيضاً جزءًا من طبقة تخميل الملمس ‎contact passivation layer‏ التي تتوافق مع ملمسات المجمع ‎scollector‏ و - تجهيز طبقة حفاز كهريائي ‎electrocatalyst layer‏ تغطي على التوالي طبقة الراتينج ‎resin layer‏ وطبقة تخميل الملمس ‎.contact passivation layer‏ 0 13. الطريقة وفقا لعنصر الحماية 12( حيث تتضمن الطريقة ‎Load‏ تجهيز طبقة تخميل ‎passivation‏ ‎dak cpu layer‏ الحفاز الكهريائي ‎electrocatalyst layer‏ وعلى التوالي طبقة تخميل الملمس ‎contact‏ ‎«passivation layer‏ طبقة الراتينج ‎resin layer‏ كلتيهما؛ حيث يتم تجهيز طبقة التخميل ‎passivation layer‏ بترسيب طبقة )4 ‎atomic layer deposition‏ بترسيب ليزر نابض ‎pulsed‏ ‎deposition‏ “تعدا بعمليات محلول-هلام ‎processes‏ 501-861؛ بطلاء ‎«diay‏ أو بطباعة شاشة.
    4. الطريقة وفقا لعنصر الحماية 12 ‎Cus‏ تم تجهيز طبقة الراتينج ‎resin layer‏ بطلاء دوامي ‎spin coating‏ وتم استخدام لثيوجرافي ضوئي كي يفتح مناطق لا يراد أن تغطى بطبقة الراتينج ‎resin‏ ‎layer‏
    15. الطريقة وفقا لعنصر الحماية 12( حيث يتم تجهيز طبقة تخميل الملمس ‎contact passivation‏ ‎layer‏ بعمليات تبخير ‎.evaporation processes‏
    6. الطريقة وفقا لعنصر الحماية 12( حيث تم تجهيز طبقة الحفاز الكهريائي ‎clectrocatalyst‏ ‎layer‏ بعمليات تبخير ‎evaporation processes‏ أو ترسيب أغشية رقيقة ‎.thin films‏
    7. الطريقة وفقا لعنصر الحماية 16( ‎Cus‏ يتضمن ترسيب الأغشية الرقيقة ‎thin films‏ ترسيباً فوق ركيزة ‎substrate‏ يتم اختيارها من المجموعة التي تتألف من رغوي أو شبكة.
    8. الطريقة وفقا لعنصر الحماية 13( ‎Cus‏ تم تجهيز طبقة الراتينج ‎resin layer‏ بطلاء دوامي ‎spin coating 5‏ وتم استخدام ليثيوجرافية ضوئية ‎photolithography‏ لاكتشاف المناطق التي لا تغطيها resin layer ‏طبقة الرتينج‎
    9. الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ وفقا لعنصر الحماية 3 حيث يتم تصنيع طبقة الراتينج ‎resin layer‏ من بوليمر ‎polymer‏ مستقر كيميائياً له مقاومة حرارية تساوي أو أعلى من 200"مثوية ‏0 ومقاومة نوعية حجمية ‎of‏ من 10" أوم.سم.
    ‏0. الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ وفقا لعنصر الحماية 4 ‎Cus‏ يتم تصنيع طبقة الراتينج ‎resin layer‏ من بوليمر ‎polymer‏ مستقر كيميائياً له مقاومة حرارية تساوي أو أعلى من 200"مثوية ومقاومة نوعية حجمية ‎(el‏ من 10" أوم.سم. ‏5 21. الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎photoelectrochemical cell‏ وفقا لعنصر الحماية 8؛ ‎Cua‏ ‏يضم الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ الأول ركيزة شبه موصلة ‎semiconductor substrate‏ من النوع ‎on‏ حيث يتم تحديد ملمسات الباعث ‎emitter‏ بواسطة مناطق مدممة ‎doped regions‏ من نوع ‎p+‏ ويتم تحديد ملمسات المجمع ‎collector‏ بواسطة المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع +0.
    2. الخلية الكهروكيميائية الضوئية ‎photoelectrochemical cell‏ وفقا لعنصر الحماية 8؛ ‎Cua‏ ‏0 يضم الإلكترود الضوئي ‎photoelectrode‏ الأول ركيزة شبه موصلة ‎semiconductor substrate‏ من النوع ‎op‏ حيث يتم تحديد ملمسات الباعث ‎emitter‏ بواسطة مناطق مدممة ‎doped regions‏ من نوع +0 ويتم تحديد ملمسات المجمع ‎collector‏ بواسطة المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع ‎¢p+‏ ‏ويكون الإلكترود ‎electrode‏ الثاني إلكترود ضوئي ‎photoelectrode‏ يضم ركيزة شبه موصلة ‎semiconductor substrate‏ من النوع ‎on‏ حيث يتم تحديد ملمسات الباعث ‎emitter‏ بواسطة مناطق ‏5 مدممة ‎doped regions‏ من نوع ‎p+‏ وبتم تحديد ملمسات المجمع ‎collector‏ بواسطة المناطق المدممة ‎doped regions‏ من نوع ‎n+‏
    ٠ 3 8 ٠ ‏و اع‎ > ‏بن‎ ١ : ER
    “1. 5 - & be LI of ‏سس‎ I | RE ‏د‎ ‎Ce Ld we ‏اح م‎ I= ‏سا‎ | ¢ * Yoo 3 © ٠ ١ ‏شكل‎ EXP 3 ‏ف لأ‎ 1 1 F \ 4 \ XN ‏سس‎ “yy. : Pad oo] ‏إٍْ‎ ‎١ \y \ : ‏الحم‎ \ 4 \ Veo - | TE yey vo. Y4Y ١ ‏شكل‎ ‏ب‎
    — 3 9 —
    Ya. ٠١ ‏؟‎ ‎§ , 3 ‏ب > اه الهم هت وت كت م‎ / VV AANA ١ yi ‏ات‎ “ LL ‏ض‎ ‏ول بحا‎ A ٠ EE —— h i ‏ا ل‎ = -٠١١١ SEAM ‏لا‎ ٠ ‏م اح‎ yyy ell) y | x ALE 9. , ‏ل‎ ‎MAAAAAAA ‎VaV ‎ ‎© SN p Ng . \N ; ‏جم 3 3 سيسات سا‎ ١ VAL -- ‏أ تك سيم‎ ١ A oF ‏ا ا جح بالل‎ sn ‏يح م‎ ‏ا‎ =A | | || NB J VV ‏د( مات‎ ٍ pl | | | IN \ VY y ‏الا الا‎ gg {| ay VE ‏بك أ‎ : ‏شكل آ"ب‎
    0 = \ A cy LLL] THE yy ‏ض‎ 5 \ \ { \ z Y ‏شكل‎ it ‏ب‎ — nn —— ASN x 1 : ‘ ] bog a I ™ 3 1 pod ‏و10‎ : HT I 1 ; ) \ \ 1 ‏بأ‎ ‎| 3 1 1 1 1 \ & ‏ملت‎ 3 : J ERE. ] Fa ¢ 3 1 6 ‏ل‎ 3 x I j 1 ' : : : : : 3 1 & b 5 ‏ان‎ I 1 ] ‏لاا ا اا انا‎ ! } * 0 ‏ابي‎ ‎§ ‏و‎ ‏ب‎ ‎5 ‎\ ‏ال ل‎ esi 1 i 8 0 i HR 1 i fg NAMA 8 ] { 1 i > 8 1 1:1 8 i 0 i i ot 3 > 8 i 3 : 8 { Sa § EN i 1 1 ‏اااي‎ ‏اا‎ : { Bat I DE 1 8 i 14 eh H 3 ry \ = Y ‏ا ة! لبت‎ we Teh VEE 3 8 foe I I I ‏ها‎ 1 8 ‏و‎ 9 id ‏ال‎ EE ‏تتلي‎ ِْ 1 ‏الا‎ 0 8 0 | Fert i i : aw ‏ا‎ 3 nak ES 3 HR] [haa ES 3 i LS 1 NE REA 8 OAs : 1 85 § 0 Po Ty, i id EN 1 1030 ‏ات‎ { i had 3 3 N = 3 in oF 1 10 : { i oa 3 3 1 i 3 NEY oN i i ) it i Fe — VE otk ‏ق‎ 3 0 a ‏السلا‎ 3 { 8
    0. ‏ا‎ 8 i iy Nu YT § : 8 7 ‏مسي } 0 لا ؟‎ 4 ‏ب‎ 3 8 Hy 0 HE 8 ‏ا‎ ٍِ i ‏ب‎ Ee \ 1 ‏ابسحت ل‎ OF EY H HE p 0 3 0 HE } ‏يك بخ‎ ¥ fae 5
    ٠ 42- 18 0 ‏ات‎ ‎Yaa ‏حا‎ ‎Lr
    ‎Ya. ‎ea ‏تتح سحت تحت تحت جتحت‎ scene anes: ‏للحن تتححح ج ححا‎ cosnes esac: scons ‏لتحا ت‎ tesa tessa: anes: mane RL PNT TLE IE SEP (UN SE I SE A I uy ‏شكل ؛‎
    Xe. nin Ya Yo ٍ LR Ys 2 + ‏ا اللا‎ 000000000000: 00 8 ‏مي م حي‎ at lo ‏شكل‎
    ‏نا لد‎ vy
    3. 3 0 ٍ ‏ااا‎ ‎ ‎2 - 0 ١ * ‏و‎ ¥ « a i ‏بت‎ Ta Won d 3 ‏شكل هب‎ nin .
    5. ١٠١ ٍْ ‏كن‎
    Yam.
    Ya. You 1 0 FREE TE TS SEE SEIS ‏يه لابج ارح #.مء‎ ‏"ب"‎ ‎"JSG nin ] Yn Lo Yeo E
    Ye. 0 ْ 0 ‏ا ال‎ a 0 i oy LY "ْ ٍ: . ‏“ب‎ ‎1 7 . nin L $ > = Hi & nah SEA 1 RAMAN A ~ ) h 5 ‏و8 وج‎ Fe ‏م لأ‎ * 4 I< tie . ‏سر‎ ‎A gE Yeu § a ‏لاما ادي‎ arin Sy MIT ant AAAS ‏ال‎ ‏ا 7 .1 ا 0 ب‎ TR! 'd ‏شكل لا‎ 03 ‏ا‎
    لاله الهيلة السعودية الملضية الفكرية ا ‎Sued Authority for intallentual Property‏ ‎RE‏ .¥ + \ ا 0 § 8 ‎Ss o‏ + < م ‎SNE‏ اج > عي كي الج ‎TE I UN BE Ca‏ ‎a‏ ةا ‎ww‏ جيثة > ‎Ld Ed H Ed - 2 Ld‏ وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها ‎of‏ سقوطها لمخالفتها ع لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف ع النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية. ‎Ad‏ ‏صادرة عن + ب ب ‎٠.‏ ب الهيئة السعودية للملكية الفكرية > > > فهذا ص ب ‎101١‏ .| لريا ‎1*١ v=‏ ؛ المملكة | لعربية | لسعودية ‎SAIP@SAIP.GOV.SA‏
SA518391866A 2015-12-23 2018-06-23 إلكترودات ضوئية وخلايا كهروكيميائية ضوئية مضاءة بواجهة ركيزة-إلكترود SA518391866B1 (ar)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15382658.1A EP3184670B1 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Substrate-electrode (se) interface illuminated photoelectrodes and photoelectrochemical cells
PCT/EP2016/082442 WO2017109108A1 (en) 2015-12-23 2016-12-22 Substrate-electrode (se) interface illuminated photoelectrodes and photoelectrochemical cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SA518391866B1 true SA518391866B1 (ar) 2021-10-21

Family

ID=55068945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SA518391866A SA518391866B1 (ar) 2015-12-23 2018-06-23 إلكترودات ضوئية وخلايا كهروكيميائية ضوئية مضاءة بواجهة ركيزة-إلكترود

Country Status (18)

Country Link
US (1) US10903018B2 (ar)
EP (1) EP3184670B1 (ar)
JP (1) JP6940237B2 (ar)
KR (1) KR20180100323A (ar)
CN (1) CN108541275B (ar)
AU (1) AU2016374872B2 (ar)
CA (1) CA3008968C (ar)
CL (1) CL2018001649A1 (ar)
CO (1) CO2018006864A2 (ar)
DK (1) DK3184670T3 (ar)
ES (1) ES2733443T3 (ar)
IL (1) IL260205B (ar)
MX (1) MX2018007469A (ar)
MY (1) MY188780A (ar)
PE (1) PE20181188A1 (ar)
PT (1) PT3184670T (ar)
SA (1) SA518391866B1 (ar)
WO (1) WO2017109108A1 (ar)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3752664A4 (en) * 2018-02-14 2021-11-24 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University HIGH HOLD ELECTRODES AND ELECTROLYTES FOR DISSOCIATION OF ALKALINE AND NEUTRAL SALT WATER
WO2019198053A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-17 King Abdullah University Of Science And Technology Photoelectrochemical (pec) cell
US11316169B2 (en) * 2018-06-12 2022-04-26 West Virginia University Methods for forming electrocatalyst structures and electrodes comprising same
CN110783157B (zh) * 2019-10-24 2021-11-05 北方夜视技术股份有限公司 一种应用于多碱光电阴极的复合光学薄膜及其制备方法
KR102376732B1 (ko) * 2020-06-23 2022-03-18 한양대학교 에리카산학협력단 광양극 구조체, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 하이브리드 발전 소자
CN114318359B (zh) * 2021-11-15 2024-05-14 无锡隆基氢能科技有限公司 光电极、光电解水装置和使用其的能量系统以及光电解水的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2119362C3 (de) * 1971-04-21 1980-03-20 Maier, Josef, 7611 Steinach Schalungsecke
JP2009152222A (ja) * 2006-10-27 2009-07-09 Kyocera Corp 太陽電池素子の製造方法
JP2010174324A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Mitsuteru Kimura 水素吸蔵装置及びその水素吸蔵電極を利用した電池
JP5427653B2 (ja) * 2010-03-10 2014-02-26 シャープ株式会社 気体製造装置および気体製造方法
JP5802374B2 (ja) * 2010-05-19 2015-10-28 シャープ株式会社 太陽電池一体型気体製造装置
US8766090B2 (en) * 2012-03-19 2014-07-01 Rec Solar Pte. Ltd. Method for metallization or metallization and interconnection of back contact solar cells
DE102012205258A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Evonik Industries Ag Photoelektrochemische Zelle, System und Verfahren zur lichtgetriebenen Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff mit einer photoelektrochemischen Zelle und Verfahren zur Herstellung der photoelektrochemischen Zelle
US9947812B2 (en) * 2014-03-28 2018-04-17 Sunpower Corporation Metallization of solar cells
KR101759106B1 (ko) * 2016-04-22 2017-07-18 충북대학교 산학협력단 태양 에너지를 변환하고 저장하기 위한 인공 나뭇잎 장치

Also Published As

Publication number Publication date
PT3184670T (pt) 2019-07-17
IL260205A (en) 2018-07-31
IL260205B (en) 2021-10-31
CA3008968A1 (en) 2017-06-29
DK3184670T3 (da) 2019-07-22
EP3184670A1 (en) 2017-06-28
PE20181188A1 (es) 2018-07-20
CA3008968C (en) 2023-12-12
US10903018B2 (en) 2021-01-26
CL2018001649A1 (es) 2018-08-24
ES2733443T3 (es) 2019-11-29
AU2016374872B2 (en) 2021-10-28
AU2016374872A1 (en) 2018-07-19
MY188780A (en) 2021-12-30
WO2017109108A1 (en) 2017-06-29
CO2018006864A2 (es) 2018-09-20
US20190013156A1 (en) 2019-01-10
JP6940237B2 (ja) 2021-09-22
CN108541275A (zh) 2018-09-14
EP3184670B1 (en) 2019-04-17
MX2018007469A (es) 2018-11-29
KR20180100323A (ko) 2018-09-10
CN108541275B (zh) 2021-01-12
JP2019507240A (ja) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SA518391866B1 (ar) إلكترودات ضوئية وخلايا كهروكيميائية ضوئية مضاءة بواجهة ركيزة-إلكترود
Kim et al. Toward practical solar hydrogen production–an artificial photosynthetic leaf-to-farm challenge
Fan et al. Silicon based photoelectrodes for photoelectrochemical water splitting
US9435043B2 (en) Oxygen evolution reaction catalysis
EP2351873B1 (en) Photoelectrochemical cell and energy system using the same
US8821700B2 (en) Photoelectrochemical cell and energy system using same
EP2527495B1 (en) Hydrogen generation device
US10280522B2 (en) Artificial-photosynthesis array
US20220056601A1 (en) Oxygen evolution reaction catalysis
JP2006508253A (ja) 液状電解物を有した集積型光電気化学とそのシステム
WO2005008806A2 (en) Photoelectrolysis of water using proton exchange membranes
JP2012001420A (ja) 太陽電池一体型気体製造装置
US20170191172A1 (en) Artificial photosynthesis module
US10392714B2 (en) Artificial-photosynthesis module
US20160281241A1 (en) Water electrolysis system
JP2007528935A (ja) 水素を直接発生し、収集するための光電池
US9403154B2 (en) Catalysts and methods of use
WO2013011843A1 (ja) 電解槽、気体製造装置および気体製造方法
US20060100100A1 (en) Tetrahedrally-bonded oxide semiconductors for photoelectrochemical hydrogen production
KR102512652B1 (ko) 수소 생성을 위한 전기화학 셀 및 이를 이용한 태양광 수소 생성 장치
US11605746B2 (en) Semiconductor suitable for use in photoanode
Moon et al. Discover Materials
Zhou Performance and Stability Optimization of Solar Fuel Devices