I 2009, da tynnfilmceller av kalsitt begynte å dukke opp, var konverteringseffektiviteten bare 3,8 %, og den økte veldig raskt. I enhet 2018 har laboratorieeffektiviteten oversteget 23 %. Den grunnleggende molekylformelen til en kalkogenidforbindelse er ABX3, og A-posisjonen er vanligvis et metallion, slik som Cs+ eller Rb+, eller en organisk funksjonell gruppe. Slik som (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; B-posisjonen er vanligvis toverdige kationer, slik som Pb2+ og Sn2+ ioner; X-posisjonen er vanligvis halogenanioner, slik som Br-, I-, Cl-. Ved å endre komponentene i forbindelsene, kan den forbudte båndbredden til kalkogenidforbindelsene justeres mellom 1,2 og 3,1 eV. Den høyeffektive fotovoltaiske konverteringen av kalkogenidceller ved korte bølgelengder, lagt oppå celler med enestående konverteringsytelse ved lange bølgelengder, som heterogene krystallinske silisiumceller, kan teoretisk oppnå en fotovoltaisk konverteringseffektivitet på mer enn 30 %, og bryte grensen for den teoretiske konverteringseffektiviteten til krystallinske silisiumceller på 29,4 %. I 2020 har dette stablede batteriet allerede oppnådd en konverteringseffektivitet på 29,15 % i Berlin-laboratoriet i Heimholtz, Tyskland, og den stablede cellen av kalkogenid-krystallinsk silisium regnes som en av de viktigste batteriteknologiene i neste generasjon.
Kalkogenidfilmlaget ble fremstilt ved en totrinnsmetode: først ble porøse Pbl2- og CsBr-filmer avsatt på overflaten av heterojunksjonsceller med luftige overflater ved samfordampning, og deretter dekket med en organohalogenidløsning (FAI, FABr) ved spin-coating. Den organiske halogenidløsningen trenger inn i porene i den dampavsatte uorganiske filmen og reagerer deretter og krystalliserer ved 150 grader Celsius for å danne et kalkogenidfilmlag. Tykkelsen på den således oppnådde kalkogenidfilmen var 400–500 nm, og den ble seriekoblet med den underliggende heterojunksjonscellen for å optimalisere strømtilpasning. Elektrontransportlagene på kalkogenidfilmen er LiF og C60, oppnådd sekvensielt ved termisk dampavsetning, etterfulgt av atomlagsavsetning av et bufferlag, Sn02, og magnetronsputtering av TCO som en transparent frontelektrode. Påliteligheten til denne stablede cellen er bedre enn den til kalkogenid-enkeltlagscellen, men stabiliteten til kalkogenidfilmen under miljøpåvirkninger av vanndamp, lys og varme må fortsatt forbedres.
Publisert: 20. oktober 2023