En 2009, cuando comenzaron a aparecer las células de película delgada de calcita, la eficiencia de conversión era de solo el 3,8% y aumentó muy rápidamente. En la Unidad 2018, la eficiencia de laboratorio superó el 23%. La fórmula molecular básica de un compuesto calcogenuro es ABX3, y la posición A suele ser un ion metálico, como Cs+ o Rb+, o un grupo funcional orgánico. Tal como (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; la posición B suele ser cationes divalentes, como los iones Pb2+ y Sn2+; la posición X suele ser aniones halógenos, como Br-, I-, Cl-. Al cambiar los componentes de los compuestos, el ancho de banda prohibido de los compuestos calcogenuros se puede ajustar entre 1,2 y 3,1 eV. La conversión fotovoltaica de alta eficiencia de células de calcogenuro en longitudes de onda cortas, superpuesta a células con un rendimiento de conversión excepcional en longitudes de onda largas, como las células de silicio cristalino heterogéneo, puede alcanzar teóricamente una eficiencia de conversión fotovoltaica de más del 30%, superando el límite de la eficiencia de conversión teórica de las células de silicio cristalino del 29,4%. En 2020, esta batería apilada ya había alcanzado una eficiencia de conversión del 29,15% en el Laboratorio de Heimholtz de Berlín, Alemania, y la célula apilada de calcogenuro y silicio cristalino se considera una de las principales tecnologías de baterías de la próxima generación.
La capa de película de calcogenuro se realizó mediante un método de dos pasos: primero, se depositaron películas porosas de Pbl₂ y CsBr sobre la superficie de celdas de heterojunción con superficies esponjosas mediante coevaporación, y luego se cubrieron con una solución de organohaluro (FAI, FABr) mediante recubrimiento por centrifugación. La solución de haluro orgánico penetra en los poros de la película inorgánica depositada por vapor y luego reacciona y cristaliza a 150 grados Celsius para formar una capa de película de calcogenuro. El espesor de la película de calcogenuro así obtenida fue de 400-500 nm, y se conectó en serie con la celda de heterojunción subyacente para optimizar la adaptación de corriente. Las capas de transporte de electrones en la película de calcogenuro son LiF y C₂O, obtenidas secuencialmente mediante deposición térmica de vapor, seguida de la deposición de la capa atómica de una capa tampón, SnO₂, y la pulverización catódica magnetrónica de TCO como electrodo frontal transparente. La confiabilidad de esta celda apilada es mejor que la de la celda de una sola capa de calcogenuro, pero aún es necesario mejorar la estabilidad de la película de calcogenuro bajo las influencias ambientales del vapor de agua, la luz y el calor.
Hora de publicación: 20 de octubre de 2023