კალციტონიტის მზის უჯრედებში საფარის ტექნოლოგია

2009 წელს, როდესაც კალციტის თხელი ფირის უჯრედების გამოჩენა დაიწყო, გარდაქმნის ეფექტურობა მხოლოდ 3.8% იყო და ძალიან სწრაფად გაიზარდა, 2018 წლის ერთეულის მიხედვით, ლაბორატორიული ეფექტურობა 23%-ს გადააჭარბა. ქალკოგენიდური ნაერთის ძირითადი მოლეკულური ფორმულაა ABX3, ხოლო A პოზიცია, როგორც წესი, ლითონის იონია, როგორიცაა Cs+ ან Rb+, ან ორგანული ფუნქციური ჯგუფი. როგორიცაა (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; B პოზიცია, როგორც წესი, ორვალენტიანი კათიონებია, როგორიცაა Pb2+ და Sn2+ იონები; X პოზიცია, როგორც წესი, ჰალოგენური ანიონებია, როგორიცაა Br-, I-, Cl-. ნაერთების კომპონენტების შეცვლით, ქალკოგენიდური ნაერთების აკრძალული გამტარობა რეგულირდება 1.2-დან 3.1 eV-მდე. მოკლე ტალღის სიგრძეზე ქალკოგენიდური უჯრედების მაღალეფექტური ფოტოელექტრული გარდაქმნით, რომელიც დატანილია გრძელ ტალღის სიგრძეზე გამორჩეული გარდაქმნის შესრულების მქონე უჯრედებზე, როგორიცაა ჰეტეროგენული კრისტალური სილიციუმის უჯრედები, თეორიულად შესაძლებელია 30%-ზე მეტი ფოტოელექტრული გარდაქმნის ეფექტურობის მიღწევა, რაც არღვევს კრისტალური სილიციუმის უჯრედების თეორიული გარდაქმნის ეფექტურობის 29.4%-იან ზღვარს. 2020 წელს, ამ დაწყობილმა ბატარეამ უკვე მიაღწია 29.15%-იან გარდაქმნის ეფექტურობას ჰაიმჰოლცის (გერმანია) ბერლინის ლაბორატორიაში და ქალკოგენიდ-კრისტალური სილიციუმის დაწყობილი ბატარეა ითვლება შემდეგი თაობის ერთ-ერთ მთავარ ბატარეის ტექნოლოგიად.

ქალკოგენიდური ფირის ფენა ორეტაპიანი მეთოდით შეიქმნა: პირველ რიგში, ფოროვანი Pbl2 და CsBr ფირები დალექილი იქნა ფუმფულა ზედაპირების მქონე ჰეტეროშეერთების უჯრედების ზედაპირზე თანააორთქლების გზით, შემდეგ კი დაფარეს ორგანოჰალოგენური ხსნარით (FAI, FABr) სპინის საფარით. ორგანული ჰალოგენური ხსნარი აღწევს ორთქლით დალექილი არაორგანული ფირის ფორებში და შემდეგ რეაგირებს და კრისტალიზდება 150 გრადუს ცელსიუსზე ქალკოგენიდური ფირის ფენის წარმოსაქმნელად. ამგვარად მიღებული ქალკოგენიდური ფირის სისქე იყო 400-500 ნმ და იგი მიმდევრობით იყო დაკავშირებული ჰეტეროშეერთების უჯრედთან დენის შესაბამისობის ოპტიმიზაციის მიზნით. ქალკოგენიდური ფირის ელექტრონების ტრანსპორტის ფენებია LiF და C60, რომლებიც თანმიმდევრულად მიიღეს თერმული ორთქლის დალექვით, რასაც მოჰყვა ბუფერული ფენის, Sn02, ატომური ფენის დალექვა და TCO-ს მაგნიტრონული გაფრქვევა გამჭვირვალე წინა ელექტროდის სახით. ამ ერთსართულიანი უჯრედის საიმედოობა უკეთესია, ვიდრე ქალკოგენიდის ერთშრიანი უჯრედის, თუმცა ქალკოგენიდის აპკის სტაბილურობა წყლის ორთქლის, სინათლისა და სითბოს გარემო ფაქტორების ზემოქმედების ქვეშ კვლავ გაუმჯობესებას საჭიროებს.