İnce film güneş pillerinin prensipleri

Kimyasal bir pilde, kimyasal enerjinin doğrudan elektrik enerjisine dönüşümü, pil içinde kendiliğinden meydana gelen ve sırasıyla iki elektrot üzerinde gerçekleştirilen oksidasyon ve redüksiyon gibi kimyasal reaksiyonların sonucudur. Negatif aktif madde, çinko, kadmiyum, kurşun ve diğer aktif metaller ve hidrojen veya hidrokarbonlar gibi elektrolitte negatif potansiyele ve stabiliteye sahip indirgeyici maddelerden oluşur. Pozitif aktif madde, manganez dioksit, kurşun dioksit, nikel oksit ve diğer metal oksitler, oksijen veya hava, halojenler ve bunların tuzları, oksik asitler ve tuzları vb. gibi elektrolitte daha pozitif potansiyele ve stabiliteye sahip oksidanlardan oluşur.

Elektrolitler, asit, baz, tuzlu sulu çözelti, organik veya inorganik susuz çözelti, erimiş tuz veya katı elektrolit gibi iyi iyonik iletkenliğe sahip malzemelerdir. Dış devre kesildiğinde kutuplar arasında potansiyel farkı (açık devre voltajı) olmasına rağmen akım oluşmaz ve aküde depolanan kimyasal enerji elektrik enerjisine dönüşmez. Harici devre kapatıldığında, iki elektrot arasındaki potansiyel farkının etkisi altında harici devreden bir akım akar.

Aynı zamanda aküde, elektrolitte serbest elektron bulunmadığından, yük transferine, aktif madde ile iki kutuptaki elektrolit ara yüzeyi ve malzeme arasındaki oksidasyon veya redüksiyon reaksiyonunun eşlik etmesi gerekir. Reaktanların ve reaksiyon ürünlerinin göçü. Elektrolitteki yükün transferi de iyonların göçüyle gerçekleştirilir. Bu nedenle, pilin içindeki normal şarj aktarımı ve malzeme aktarım süreci, elektrik enerjisinin normal çıkışının sağlanması için gerekli bir durumdur. Şarj olurken, pil içindeki elektrik ve kütle aktarım işleminin yönü deşarjın tam tersidir; Ters yönde kütle ve elektrik aktarımının normal sürecini sağlamak için elektrot reaksiyonunun tersine çevrilebilir olması gerekir.