Το 2009, όταν άρχισαν να εμφανίζονται τα λεπτής μεμβράνης ασβεστίτη, η απόδοση μετατροπής ήταν μόνο 3,8% και αυξήθηκε πολύ γρήγορα. Στη Μονάδα 2018, η εργαστηριακή απόδοση ξεπέρασε το 23%. Ο βασικός μοριακός τύπος μιας ένωσης χαλκογενιδίου είναι ABX3 και η θέση Α είναι συνήθως ένα μεταλλικό ιόν, όπως Cs+ ή Rb+, ή μια οργανική λειτουργική ομάδα. Όπως (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+. Η θέση Β είναι συνήθως δισθενή κατιόντα, όπως ιόντα Pb2+ και Sn2+. Η θέση Χ είναι συνήθως ανιόντα αλογόνου, όπως Br-, I-, Cl-. Αλλάζοντας τα συστατικά των ενώσεων, το απαγορευμένο εύρος ζώνης των ενώσεων χαλκογενιδίου ρυθμίζεται μεταξύ 1,2 και 3,1 eV. Η φωτοβολταϊκή μετατροπή υψηλής απόδοσης χαλκογενιδίων σε μικρά μήκη κύματος, η οποία επικαλύπτεται από κελιά με εξαιρετική απόδοση μετατροπής σε μεγάλα μήκη κύματος, όπως τα ετερογενή κρυσταλλικά κελιά πυριτίου, μπορεί θεωρητικά να επιτύχει απόδοση φωτοβολταϊκής μετατροπής άνω του 30%, ξεπερνώντας το όριο της θεωρητικής απόδοσης μετατροπής των κρυσταλλικών κελιών πυριτίου του 29,4%. Το 2020, αυτή η στοιβαγμένη μπαταρία έχει ήδη επιτύχει απόδοση μετατροπής 29,15% στο Εργαστήριο του Χάιμχολτζ του Βερολίνου, Γερμανία, και η στοιβαγμένη μπαταρία χαλκογενιδίου-κρυσταλλικού πυριτίου θεωρείται μία από τις σημαντικότερες τεχνολογίες μπαταριών της επόμενης γενιάς.
Η στρώση μεμβράνης χαλκογενιδίου κατασκευάστηκε με μια μέθοδο δύο σταδίων: πρώτον, πορώδεις μεμβράνες Pbl2 και CsBr εναποτέθηκαν στην επιφάνεια ετεροεπαφών κυττάρων με αφράτες επιφάνειες μέσω συν-εξάτμισης και στη συνέχεια καλύφθηκαν με ένα διάλυμα οργανοαλογονιδίου (FAI, FABr) μέσω επικάλυψης με σπιν. Το οργανικό διάλυμα αλογονιδίου διεισδύει στους πόρους της ανόργανης μεμβράνης που εναποτέθηκε με ατμούς και στη συνέχεια αντιδρά και κρυσταλλώνεται στους 150 βαθμούς Κελσίου για να σχηματίσει ένα στρώμα μεμβράνης χαλκογενιδίου. Το πάχος της μεμβράνης χαλκογενιδίου που ελήφθη έτσι ήταν 400-500 nm και συνδέθηκε σε σειρά με το υποκείμενο κελί ετεροεπαφής για βελτιστοποίηση της αντιστοίχισης ρεύματος. Τα στρώματα μεταφοράς ηλεκτρονίων στην μεμβράνη χαλκογενιδίου είναι LiF και C60, που ελήφθησαν διαδοχικά με θερμική εναπόθεση ατμών, ακολουθούμενη από ατομική εναπόθεση στρώματος ενός ρυθμιστικού στρώματος, Sn02, και μαγνητρονικό ψεκασμό TCO ως διαφανές μπροστινό ηλεκτρόδιο. Η αξιοπιστία αυτού του στοιβαγμένου κελιού είναι καλύτερη από αυτή του μονοστρωματικού κελιού χαλκογενιδίου, αλλά η σταθερότητα της μεμβράνης χαλκογενιδίου υπό τις περιβαλλοντικές επιδράσεις των υδρατμών, του φωτός και της θερμότητας χρειάζεται ακόμη βελτίωση.
Ώρα δημοσίευσης: 20 Οκτωβρίου 2023