ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಟೋನೈಟ್ ಸೌರ ಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಲೇಪನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

2009 ರಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಲ್ಸೈಟ್ ತೆಳುವಾದ ಪದರ ಕೋಶಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದಾಗ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯು ಕೇವಲ 3.8% ರಷ್ಟಿತ್ತು ಮತ್ತು ಬಹಳ ಬೇಗನೆ ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು, ಯುನಿಟ್ 2018, ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ದಕ್ಷತೆಯು 23% ಮೀರಿದೆ. ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಸಂಯುಕ್ತದ ಮೂಲ ಆಣ್ವಿಕ ಸೂತ್ರವು ABX3, ಮತ್ತು A ಸ್ಥಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ Cs+ ಅಥವಾ Rb+ ನಂತಹ ಲೋಹದ ಅಯಾನು ಅಥವಾ ಸಾವಯವ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ (CH3NH3;), [CH (NH2)2]+; B ಸ್ಥಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ Pb2+ ಮತ್ತು Sn2+ ಅಯಾನುಗಳಂತಹ ದ್ವಿವೇಲೆಂಟ್ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು; X ಸ್ಥಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹ್ಯಾಲೊಜೆನ್ ಅಯಾನುಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ Br-, I-, Cl-. ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ನಿಷೇಧಿತ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ 1.2 ಮತ್ತು 3.1 eV ನಡುವೆ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ-ತರಂಗಾಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಕೋಶಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ-ದಕ್ಷತೆಯ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತನೆ, ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕೋಶಗಳಂತಹ ದೀರ್ಘ-ತರಂಗಾಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪರಿವರ್ತನೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕೋಶಗಳ ಮೇಲೆ ಅತಿಕ್ರಮಿಸಲಾಗಿದ್ದು, ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ 30% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು, ಇದು 29.4% ರ ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕೋಶಗಳ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯ ಮಿತಿಯನ್ನು ಭೇದಿಸುತ್ತದೆ. 2020 ರಲ್ಲಿ, ಈ ಸ್ಟ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾದ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಜರ್ಮನಿಯ ಹೈಮ್‌ಹೋಲ್ಟ್ಜ್‌ನ ಬರ್ಲಿನ್ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಈಗಾಗಲೇ 29.15% ರಷ್ಟು ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್-ಸ್ಫಟಿಕದಂತಹ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಟ್ಯಾಕ್ಡ್ ಸೆಲ್ ಅನ್ನು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಬ್ಯಾಟರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಪದರವನ್ನು ಎರಡು-ಹಂತದ ವಿಧಾನದಿಂದ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು: ಮೊದಲು, ಸರಂಧ್ರ Pbl2, ಮತ್ತು CsBr ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ನಯವಾದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೆಟೆರೊಜಂಕ್ಷನ್ ಕೋಶಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಹ-ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಮೂಲಕ ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾಯಿತು, ಮತ್ತು ನಂತರ ಸ್ಪಿನ್-ಲೇಪನದ ಮೂಲಕ ಆರ್ಗನೊಹಲೈಡ್ ದ್ರಾವಣದಿಂದ (FAI, FABr) ಮುಚ್ಚಲಾಯಿತು. ಸಾವಯವ ಹಾಲೈಡ್ ದ್ರಾವಣವು ಆವಿ-ಶೇಖರಣೆಗೊಂಡ ಅಜೈವಿಕ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ರಂಧ್ರಗಳಿಗೆ ತೂರಿಕೊಂಡು ನಂತರ 150 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣಗೊಂಡು ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗೆ ಪಡೆದ ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ದಪ್ಪವು 400-500 nm ಆಗಿತ್ತು, ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ಅದನ್ನು ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಹೆಟೆರೊಜಂಕ್ಷನ್ ಕೋಶದೊಂದಿಗೆ ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸಾಗಣೆ ಪದರಗಳು LiF ಮತ್ತು C60 ಆಗಿದ್ದು, ಇದನ್ನು ಉಷ್ಣ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಬಫರ್ ಪದರದ ಪರಮಾಣು ಪದರದ ಶೇಖರಣೆ, Sn02 ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕ ಮುಂಭಾಗದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿ TCO ಯ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್. ಈ ಸ್ಟ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾದ ಕೋಶದ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯು ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಏಕ-ಪದರದ ಕೋಶಕ್ಕಿಂತ ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ನೀರಿನ ಆವಿ, ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಪರಿಸರ ಪ್ರಭಾವಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಚಾಲ್ಕೊಜೆನೈಡ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಇನ್ನೂ ಸುಧಾರಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ.