严格要求使用高性能导电银浆，以建立连接光电极衬底前后表面的稳健电气通路。通过在掺氟氧化锡（FTO）玻璃的边缘印刷此浆料并进行高温烧结，即可在电池的各个单元之间创建至关重要的串联连接。
银浆的核心目的是最大限度地降低电阻，同时允许光电极在结构上充当“电池窗口”。它提供了后置光伏电池与前置光电化学单元之间的关键连接，确保高效的电荷传输而不阻碍光线。
集成式 PEC 电池的架构
要理解银浆的必要性，必须了解电池组件在物理和电气上的排列方式。
建立前后连接
在集成设计中，电流必须穿过衬底本身。银浆专门印刷在FTO 玻璃衬底的边缘上。
施加后，组件会经过高温烧结。此热处理过程会固化浆料，形成一个耐用且高导电性的路径，连接衬底的前表面和后表面。
实现串联配置
集成式电池由两个独立的发电组件组成：后置光伏（PV）电池和前置光电化学（PEC）单元。
为了使它们协同工作，它们必须串联连接。烧结的银浆充当物理桥梁，允许电流从背面的 PV 电池流向前置的 PEC 单元。
最大限度地降低电阻
“高性能”一词不是建议，而是要求。PV 和 PEC 单元之间的连接必须具有低阻抗。
如果此连接的电阻很高，电压损耗就会在驱动化学反应之前发生。高质量的银浆可确保 PV 电池产生的能量有效地传输到 PEC 单元。
操作要求
除了简单的导电性外，银浆还实现了光电极特定的操作功能。
充当电池窗口
设计依赖于光电极充当“电池窗口”。这意味着光必须穿过它才能到达后置 PV 电池。
通过将导电浆料限制在衬底边缘，中心区域保持清晰。这种边缘印刷技术确保了电气连接的存在，而不会阻挡入射的太阳辐射。
理解权衡
虽然银浆是这些连接的标准解决方案，但制造过程会带来必须管理的特定约束。
热处理风险
高温烧结的要求是一个关键变量。虽然这是固化浆料所必需的，但过高的温度或不当的升温速率可能会引起玻璃衬底的热应力。
此外，长时间暴露在高温下有时会降低 FTO 层本身的导电性，从而可能抵消银浆的优点。
精确应用
浆料的应用需要高精度。由于光电极充当窗口，任何意外的浆料渗入活动区域都会阻挡光线。
这会减少到达后置 PV 电池的光子通量，从而降低串联系统的整体电流。
为您的目标做出正确选择
银浆的使用是在电气连接性和光学透明度之间取得平衡。
- 如果您的主要关注点是电气效率：优先选择具有尽可能低方阻的银浆，以最大限度地减少 PV 和 PEC 单元之间的电压损耗。
- 如果您的主要关注点是光学传输：确保印刷过程高度精确，将浆料严格限制在衬底边缘，以最大限度地提高光吸收的“窗口”区域。
高性能银浆是将分层物理结构转变为统一、电气激活器件的关键。
摘要表：
| 特性 | 在 PEC 电池集成中的作用 | 优势 |
|---|---|---|
| 应用区域 | 衬底边缘（FTO 玻璃） | 保持中心区域作为“光窗口” |
| 加工 | 高温烧结 | 确保耐用、高导电性的路径 |
| 连接性 | PV 和 PEC 单元的串联桥接 | 实现统一发电 |
| 阻抗 | 低电阻银界面 | 最大限度地减少传输过程中的电压损耗 |
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参考文献
- António Vilanova, Adélio Mendes. Optimized photoelectrochemical tandem cell for solar water splitting. DOI: 10.1016/j.ensm.2017.12.017
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
