कैल्सिटोनाइट सौर सेल में कोटिंग तकनीक

2009 में, जब कैल्साइट थिन-फिल्म सेल बनने शुरू हुए, तब रूपांतरण दक्षता केवल 3.8% थी, लेकिन 2018 तक इसमें बहुत तेजी से वृद्धि हुई और प्रयोगशाला दक्षता 23% से अधिक हो गई। चालकोजेनाइड यौगिक का मूल आणविक सूत्र ABX3 है, और A स्थान पर आमतौर पर धातु आयन, जैसे Cs+ या Rb+, या कार्बनिक कार्यात्मक समूह, जैसे (CH3NH3;), [CH (NH2)2]+ होते हैं; B स्थान पर आमतौर पर द्विसंयोजक धनायन, जैसे Pb2+ और Sn2+ आयन होते हैं; X स्थान पर आमतौर पर हैलोजन ऋणायन, जैसे Br-, I-, Cl- होते हैं। यौगिकों के घटकों को बदलकर, चालकोजेनाइड यौगिकों की निषिद्ध बैंडविड्थ को 1.2 और 3.1 eV के बीच समायोजित किया जा सकता है। कम तरंगदैर्ध्य पर उच्च दक्षता वाले चालकोजेनाइड सेल, जो उच्च तरंगदैर्ध्य पर फोटोवोल्टिक रूपांतरण क्षमता रखते हैं और साथ ही उच्च तरंगदैर्ध्य पर उत्कृष्ट रूपांतरण क्षमता वाले विषम क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल, को संयोजित करने से सैद्धांतिक रूप से 30% से अधिक की फोटोवोल्टिक रूपांतरण दक्षता प्राप्त की जा सकती है। यह क्रिस्टलीय सिलिकॉन सेल की सैद्धांतिक रूपांतरण दक्षता की 29.4% की सीमा को पार कर जाता है। 2020 तक, जर्मनी के बर्लिन स्थित हीमहोल्ट्ज़ प्रयोगशाला में इस स्टैक्ड बैटरी ने 29.15% की रूपांतरण दक्षता हासिल कर ली थी, और चालकोजेनाइड-क्रिस्टलीय सिलिकॉन स्टैक्ड सेल को अगली पीढ़ी की प्रमुख बैटरी प्रौद्योगिकियों में से एक माना जाता है।

चैल्कोजेनाइड फिल्म परत को दो चरणों वाली विधि द्वारा तैयार किया गया: पहले, छिद्रयुक्त Pbl2 और CsBr फिल्मों को सह-वाष्पीकरण द्वारा रोएँदार सतहों वाले हेटरोजंक्शन सेल की सतह पर जमा किया गया, और फिर स्पिन-कोटिंग द्वारा एक ऑर्गेनोहेलाइड विलयन (FAI, FABr) से ढक दिया गया। कार्बनिक हैलाइड विलयन वाष्प-जमा अकार्बनिक फिल्म के छिद्रों में प्रवेश करता है और फिर 150 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिक्रिया करके क्रिस्टलीकृत हो जाता है, जिससे चैल्कोजेनाइड फिल्म परत बनती है। इस प्रकार प्राप्त चैल्कोजेनाइड फिल्म की मोटाई 400-500 एनएम थी, और इसे करंट मिलान को अनुकूलित करने के लिए नीचे स्थित हेटरोजंक्शन सेल के साथ श्रृंखला में जोड़ा गया था। चैल्कोजेनाइड फिल्म पर इलेक्ट्रॉन परिवहन परतें LiF और C60 हैं, जिन्हें थर्मल वाष्प जमाव द्वारा क्रमिक रूप से प्राप्त किया गया, इसके बाद बफर परत, Sn02 का परमाणु परत जमाव और पारदर्शी फ्रंट इलेक्ट्रोड के रूप में TCO का मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग किया गया। इस स्टैक्ड सेल की विश्वसनीयता चालकोजेनाइड सिंगल-लेयर सेल की तुलना में बेहतर है, लेकिन जल वाष्प, प्रकाश और गर्मी जैसे पर्यावरणीय प्रभावों के तहत चालकोजेनाइड फिल्म की स्थिरता में अभी भी सुधार की आवश्यकता है।