कॅल्सिटोनाइट सौर पेशींमधील लेपन तंत्रज्ञान

२००९ मध्ये, जेव्हा कॅल्साइट थिन-फिल्म सेल्स दिसू लागले, तेव्हा रूपांतरण कार्यक्षमता केवळ ३.८% होती, आणि ती खूप वेगाने वाढली. २०१८ पर्यंत, प्रयोगशाळेतील कार्यक्षमता २३% पेक्षा जास्त झाली आहे. चॅल्कोजेनाइड संयुगाचे मूलभूत आण्विक सूत्र ABX3 आहे, आणि A स्थानी सामान्यतः धातू आयन, जसे की Cs+ किंवा Rb+, किंवा सेंद्रिय कार्यात्मक गट असतो. जसे की (CH3NH3;), [CH (NH2)2]+; B स्थानी सामान्यतः द्विसंयुजी कॅटायन असतात, जसे की Pb2+ आणि Sn2+ आयन; X स्थानी सामान्यतः हॅलोजन ॲनायन असतात, जसे की Br-, I-, Cl-. संयुगांचे घटक बदलून, चॅल्कोजेनाइड संयुगांची निषिद्ध बँडविड्थ १.२ ते ३.१ eV दरम्यान समायोजित केली जाऊ शकते. कमी तरंगलांबीवर चालकोजेनाइड पेशींचे उच्च-कार्यक्षम फोटोव्होल्टेइक रूपांतरण, हेटेरोजिनियस क्रिस्टलाइन सिलिकॉन पेशींसारख्या जास्त तरंगलांबीवर उत्कृष्ट रूपांतरण क्षमता असलेल्या पेशींवर अधिस्थापित केल्यास, सैद्धांतिकदृष्ट्या ३०% पेक्षा जास्त फोटोव्होल्टेइक रूपांतरण कार्यक्षमता मिळवता येते, ज्यामुळे क्रिस्टलाइन सिलिकॉन पेशींच्या २९.४% च्या सैद्धांतिक रूपांतरण कार्यक्षमतेची मर्यादा ओलांडली जाते. २०२० मध्ये, जर्मनीतील बर्लिन येथील हाइमहोल्ट्झ प्रयोगशाळेत या स्टॅक्ड बॅटरीने २९.१५% रूपांतरण कार्यक्षमता आधीच गाठली आहे, आणि चालकोजेनाइड-क्रिस्टलाइन सिलिकॉन स्टॅक्ड पेशीला पुढील पिढीतील प्रमुख बॅटरी तंत्रज्ञानांपैकी एक मानले जाते.

चॅल्कोजेनाइड फिल्मचा थर दोन-टप्प्यांच्या पद्धतीने तयार करण्यात आला: प्रथम, सह-बाष्पीभवन (co-evaporation) पद्धतीने मऊ पृष्ठभाग असलेल्या हेटरोजंक्शन सेलच्या पृष्ठभागावर सच्छिद्र Pbl2 आणि CsBr फिल्म्स जमा करण्यात आल्या, आणि नंतर स्पिन-कोटिंगद्वारे त्यावर ऑर्गनोहॅलाइड द्रावण (FAI, FABr) चढवण्यात आले. हे ऑरगॅनिक हॅलाइड द्रावण बाष्प-निक्षेपित (vapor-deposited) अजैविक फिल्मच्या छिद्रांमध्ये शिरते आणि नंतर १५० अंश सेल्सिअस तापमानावर अभिक्रिया होऊन स्फटिकीकरण पावते, ज्यामुळे चॅल्कोजेनाइड फिल्मचा थर तयार होतो. अशा प्रकारे मिळवलेल्या चॅल्कोजेनाइड फिल्मची जाडी ४००-५०० नॅनोमीटर होती, आणि विद्युत प्रवाहाचे जुळवणी (current matching) सर्वोत्तम करण्यासाठी ती खालील हेटरोजंक्शन सेलसोबत सिरीजमध्ये जोडण्यात आली. चॅल्कोजेनाइड फिल्मवरील इलेक्ट्रॉन वहन थर (electron transport layers) हे LiF आणि C60 आहेत, जे थर्मल व्हेपर डिपॉझिशनद्वारे अनुक्रमे मिळवले जातात, त्यानंतर बफर लेयर, Sn02 चे ॲटोमिक लेयर डिपॉझिशन आणि पारदर्शक फ्रंट इलेक्ट्रोड म्हणून TCO चे मॅग्नेट्रॉन स्पटरिंग केले जाते. या स्टॅक्ड सेलची विश्वसनीयता चालकोजेनाइड सिंगल-लेयर सेलपेक्षा चांगली आहे, परंतु पाण्याची वाफ, प्रकाश आणि उष्णता यांसारख्या पर्यावरणीय प्रभावांखाली चालकोजेनाइड फिल्मच्या स्थिरतेमध्ये अजूनही सुधारणा करणे आवश्यक आहे.