I 2009, da calcit-tyndfilmsceller begyndte at dukke op, var konverteringseffektiviteten kun 3,8% og steg meget hurtigt. I enhed 2018 har laboratorieeffektiviteten oversteget 23%. Den grundlæggende molekylære formel for en chalcogenidforbindelse er ABX3, og A-positionen er normalt en metalion, såsom Cs+ eller Rb+, eller en organisk funktionel gruppe. Såsom (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; B-positionen er normalt divalente kationer, såsom Pb2+ og Sn2+ ioner; X-positionen er normalt halogenanioner, såsom Br-, I-, Cl-. Ved at ændre forbindelsernes komponenter kan den forbudte båndbredde for chalcogenidforbindelser justeres mellem 1,2 og 3,1 eV. Den højeffektive fotovoltaiske konvertering af chalcogenidceller ved korte bølgelængder, oven på celler med enestående konverteringsydelse ved lange bølgelængder, såsom heterogene krystallinske siliciumceller, kan teoretisk opnå en fotovoltaisk konverteringseffektivitet på mere end 30% og bryde grænsen for den teoretiske konverteringseffektivitet for krystallinske siliciumceller på 29,4%. I 2020 har dette stablede batteri allerede opnået en konverteringseffektivitet på 29,15% i Berlin-laboratoriet i Heimholtz, Tyskland, og den stablede chalcogenid-krystallinske siliciumcelle betragtes som en af de vigtigste batteriteknologier i den næste generation.
Chalcogenidfilmlaget blev fremstillet ved en totrinsmetode: først blev porøse Pbl2- og CsBr-film aflejret på overfladen af heterojunction-celler med luftige overflader ved co-fordampning og derefter dækket med en organohalogenidopløsning (FAI, FABr) ved spin-coating. Den organiske halogenidopløsning trænger ind i porerne i den dampaflejrede uorganiske film og reagerer derefter og krystalliserer ved 150 grader Celsius for at danne et chalcogenidfilmlag. Tykkelsen af den således opnåede chalcogenidfilm var 400-500 nm, og den blev serieforbundet med den underliggende heterojunction-celle for at optimere strømtilpasning. Elektrontransportlagene på chalcogenidfilmen er LiF og C60, opnået sekventielt ved termisk dampaflejring, efterfulgt af atomlagsaflejring af et bufferlag, Sn02, og magnetronsputtering af TCO som en transparent frontelektrode. Pålideligheden af denne stablede celle er bedre end den for chalcogenid-enkeltlagscellen, men stabiliteten af chalcogenidfilmen under miljøpåvirkninger af vanddamp, lys og varme skal stadig forbedres.
Opslagstidspunkt: 20. oktober 2023