Árið 2009, þegar þunnfilmufrumur úr kalsíti fóru að koma fram, var umbreytingarhagkvæmnin aðeins 3,8% og jókst mjög hratt. Í einingunni 2018 fór hagkvæmnin í rannsóknarstofunni yfir 23%. Grunnsameindaformúla kalkógeníðsambanda er ABX3, og A-staðan er venjulega málmjón, eins og Cs+ eða Rb+, eða lífrænn virkur hópur. Svo sem (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; B-staðan er venjulega tvígildar katjónir, eins og Pb2+ og Sn2+ jónir; X-staðan er venjulega halógen anjónir, eins og Br-, I-, Cl-. Með því að breyta efnisþáttum efnasambandanna er bannað bandvídd kalkógeníðsambanda stillanleg á milli 1,2 og 3,1 eV. Hágæða ljósorkuumbreyting kalkógeníðfrumna við stuttar bylgjulengdir, lögð ofan á frumur með framúrskarandi umbreytingargetu við langar bylgjulengdir, svo sem ólíkgerða kristallaða kísillfrumur, getur fræðilega náð meira en 30% ljósorkuumbreytingarnýtni og brotið í gegnum mörk fræðilegrar umbreytingarnýtni kristallaðra kísillfrumna sem eru 29,4%. Árið 2020 hafði þessi staflaða rafhlaða þegar náð 29,15% umbreytingarnýtni í Berlínarrannsóknarstofunni í Heimholtz í Þýskalandi, og kalkógeníð-kristallað kísill staflaða rafhlaðan er talin ein helsta rafhlöðutækni næstu kynslóðar.
Kalkógeníðfilmulagið var búið til með tveggja þrepa aðferð: fyrst voru porous Pbl2 og CsBr filmur settar á yfirborð frumna með mjúku yfirborði með samuppgufun og síðan þaktar með lífrænni halíðlausn (FAI, FABr) með snúningshúðun. Lífræna halíðlausnin smýgur inn í svitaholur gufuútfellingarinnar í ólífrænu filmunni og hvarfast síðan og kristallast við 150 gráður á Celsíus til að mynda kalkógeníðfilmulag. Þykkt kalkógeníðfilmunnar sem þannig fékkst var 400-500 nm og hún var tengd í röð við undirliggjandi frumuna með mismunandi tengingum til að hámarka straumjöfnun. Rafeindaflutningslögin á kalkógeníðfilmunni eru LiF og C60, sem fengust í röð með varmagúfuútfellingu, fylgt eftir með atómlagsútfellingu með stuðpúðalagi, Sn02, og segulspútrun á TCO sem gegnsæju framrafskauti. Áreiðanleiki þessarar staflaðu frumu er betri en áreiðanleiki kalkógeníð-einlagsfrumunnar, en stöðugleiki kalkógeníðfilmunnar undir áhrifum vatnsgufu, ljóss og hita þarf enn að bæta.
Birtingartími: 20. október 2023