Vuonna 2009, kun kalsiittiohutkalvosoluja alkoi ilmestyä, konversiotehokkuus oli vain 3,8 % ja kasvoi erittäin nopeasti. Vuonna 2018 laboratoriotehokkuus on ylittänyt 23 %. Kalkogenidiyhdisteen perusmolekyylikaava on ABX3, ja A-asema on yleensä metalli-ioni, kuten Cs+ tai Rb+, tai orgaaninen funktionaalinen ryhmä, kuten (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; B-asema on yleensä kaksiarvoinen kationi, kuten Pb2+ ja Sn2+ -ioni; X-asema on yleensä halogeenianioni, kuten Br-, I-, Cl-. Muuttamalla yhdisteiden komponentteja kalkogenidiyhdisteiden kiellettyä kaistanleveyttä voidaan säätää välillä 1,2–3,1 eV. Lyhyillä aallonpituuksilla toimivien kalkogenidikennojen tehokas aurinkosähkökonversio, joka on tehty pitkillä aallonpituuksilla erinomaisen konversiokyvyn omaavien kennojen, kuten heterogeenisten kiteisten piikennojen, päälle, voi teoriassa saavuttaa yli 30 %:n aurinkosähkökonversiohyötysuhteen, mikä rikkoo kiteisten piikennojen teoreettisen 29,4 %:n konversiohyötysuhteen. Vuonna 2020 tämä pinottu akku on jo saavuttanut 29,15 %:n konversiohyötysuhteen Heimholtzin Berliinin laboratoriossa Saksassa, ja kalkogenidi-kiteinen piipinnoitettua kennoa pidetään yhtenä seuraavan sukupolven tärkeimmistä akkuteknologioista.
Kalkogenidikalvokerros toteutettiin kaksivaiheisella menetelmällä: ensin huokoiset Pbl2- ja CsBr-kalvot kerrostettiin nukkapintaisten heteroliitoskennojen pinnalle yhteishaihduttamisella ja peitettiin sitten organohalogenidiliuoksella (FAI, FABr) spin-pinnoitusmenetelmällä. Orgaaninen halogenidiliuos tunkeutuu höyrystettyyn epäorgaaniseen kalvoon ja reagoi ja kiteytyy 150 celsiusasteessa muodostaen kalkogenidikalvokerroksen. Näin saadun kalkogenidikalvon paksuus oli 400-500 nm, ja se kytkettiin sarjaan alla olevan heteroliitoskennon kanssa virransovituksen optimoimiseksi. Kalkogenidikalvon elektroninsiirtokerrokset ovat LiF ja C60, jotka saatiin peräkkäin lämpöhöyrypinnoituksella, minkä jälkeen atomikerrospinnoitus Sn02-puskurikerroksella ja magnetronisputteroinnilla TCO:sta läpinäkyvänä etuelektrodina. Tämän pinotun kennon luotettavuus on parempi kuin kalkogenidi-yksikerroksisen kennon, mutta kalkogenidikalvon stabiilisuutta vesihöyryn, valon ja lämmön kaltaisten ympäristövaikutusten alaisena on vielä parannettava.
Julkaisun aika: 20.10.2023