טכנולוגיית ציפוי בתאי שמש קלציטוניט

בשנת 2009, כאשר תאי שכבה דקה של קלציט החלו להופיע, יעילות ההמרה הייתה רק 3.8%, ועלתה במהירות רבה. ביחידה 2018, יעילות המעבדה עלתה על 23%. הנוסחה המולקולרית הבסיסית של תרכובת כלקוגניד היא ABX3, ועמדת A היא בדרך כלל יון מתכת, כגון Cs+ או Rb+, או קבוצה פונקציונלית אורגנית. כגון (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; עמדת B היא בדרך כלל קטיונים דו-ערכיים, כגון יוני Pb2+ ו-Sn2+; עמדת X היא בדרך כלל אניוני הלוגן, כגון Br-, I-, Cl-. על ידי שינוי רכיבי התרכובות, רוחב הפס האסור של תרכובות כלקוגניד ניתן להתאמה בין 1.2 ל-3.1 eV. המרה פוטו-וולטאית יעילה גבוהה של תאי כלקוגניד באורכי גל קצרים, המוטמעת על תאים בעלי ביצועי המרה יוצאי דופן באורכי גל ארוכים, כגון תאי סיליקון גבישי הטרוגניים, יכולה תיאורטית להשיג יעילות המרה פוטו-וולטאית של יותר מ-30%, ולשבור את גבול יעילות ההמרה התיאורטית של תאי סיליקון גבישי של 29.4%. בשנת 2020, סוללה מוערמת זו כבר השיגה יעילות המרה של 29.15% במעבדה בברלין של היימהולץ, גרמניה, ותא מוערם של כלקוגניד-סיליקון גבישי נחשב לאחת מטכנולוגיות הסוללה העיקריות של הדור הבא.

שכבת סרט הכלקוגניד נוצרה בשיטה דו-שלבית: ראשית, סרטי Pbl2 ו-CsBr נקבוביים הופקדו על פני השטח של תאי הטרוצונקציה בעלי משטחים רכים באמצעות אידוי משותף, ולאחר מכן כוסו בתמיסת אורגנו-הליד (FAI, FABr) באמצעות ציפוי ספין. תמיסת ההליד האורגני חודרת לנקבוביות הסרט האי-אורגני שהופקד באדים, ולאחר מכן מגיבה ומתגבשת ב-150 מעלות צלזיוס ליצירת שכבת סרט כלקוגניד. עובי סרט הכלקוגניד שהושג היה 400-500 ננומטר, והוא חובר בטור עם תא ההטרוצונקציה הבסיסי כדי לייעל את התאמת הזרם. שכבות הולכת האלקטרונים על סרט הכלקוגניד הן LiF ו-C60, שהתקבלו ברצף באמצעות שיקוע אדים תרמי, ולאחר מכן שיקוע שכבת חיץ, Sn02 בשכבה אטומית, וריסוס מגנטרון של TCO כאלקטרודה קדמית שקופה. האמינות של תא מוערם זה טובה יותר מזו של תא כלקוגניד חד-שכבתי, אך עדיין יש לשפר את יציבות שכבת הכלקוגניד תחת השפעות סביבתיות של אדי מים, אור וחום.