En 2009, cando comezaron a aparecer células de película fina de calcita, a eficiencia de conversión era só do 3,8 % e aumentou moi rapidamente. Unidade 2018, a eficiencia do laboratorio superou o 23 %. A fórmula molecular básica dun composto calcoxénido é ABX3, e a posición A adoita ser un ión metálico, como Cs+ ou Rb+, ou un grupo funcional orgánico. Como (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; a posición B adoita ser catións divalentes, como ións Pb2+ e Sn2+; a posición X adoita ser anións halóxenos, como Br-, I-, Cl-. Ao cambiar os compoñentes dos compostos, o ancho de banda prohibido dos compostos calcoxénidos pódese axustar entre 1,2 e 3,1 eV. A conversión fotovoltaica de alta eficiencia de células de calcoxenuro a lonxitudes de onda curtas, superposta a células cun rendemento de conversión excepcional a lonxitudes de onda longas, como as células heteroxéneas de silicio cristalino, pode obter teoricamente unha eficiencia de conversión fotovoltaica de máis do 30 %, superando o límite da eficiencia de conversión teórica das células de silicio cristalino do 29,4 %. En 2020, esta batería apilada xa alcanzou unha eficiencia de conversión do 29,15 % no Laboratorio de Heimholtz de Berlín, Alemaña, e a célula apilada de silicio cristalino-calcoxenuro considérase unha das principais tecnoloxías de baterías da próxima xeración.
A capa de película de calcoxenuro realizouse mediante un método de dous pasos: primeiro, depositáronse películas porosas de Pbl2 e CsBr na superficie de células de heterounión con superficies esponxosas mediante coevaporación e, a continuación, cubríronse cunha solución de organohaluros (FAI, FABr) mediante revestimento por centrifugación. A solución de haluros orgánicos penetra nos poros da película inorgánica depositada por vapor e logo reacciona e cristaliza a 150 graos Celsius para formar unha capa de película de calcoxenuro. O grosor da película de calcoxenuro así obtida foi de 400-500 nm e conectouse en serie coa cela de heterounión subxacente para optimizar a adaptación de corrente. As capas de transporte de electróns na película de calcoxenuro son LiF e C60, obtidas secuencialmente por deposición térmica de vapor, seguida da deposición dunha capa atómica dunha capa tampón, SnO2, e pulverización catódica por magnetrón de TCO como un eléctrodo frontal transparente. A fiabilidade desta célula apilada é mellor que a da célula dunha soa capa de calcoxenuro, pero a estabilidade da película de calcoxenuro baixo as influencias ambientais do vapor de auga, a luz e a calor aínda precisa mellorar.
Data de publicación: 20 de outubro de 2023