W 2009 roku, kiedy zaczęły pojawiać się cienkowarstwowe ogniwa kalcytowe, wydajność konwersji wynosiła zaledwie 3,8% i bardzo szybko wzrosła, Jednostka 2018, wydajność laboratoryjna przekroczyła 23%. Podstawowy wzór cząsteczkowy związku chalkogenidowego to ABX3, a pozycja A to zwykle jon metalu, taki jak Cs+ lub Rb+, lub organiczna grupa funkcyjna. Taka jak (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; pozycja B to zwykle kationy dwuwartościowe, takie jak jony Pb2+ i Sn2+; pozycja X to zwykle aniony halogenowe, takie jak Br-, I-, Cl-. Poprzez zmianę składników związków, zabroniona szerokość pasma związków chalkogenidowych jest regulowana między 1,2 a 3,1 eV. Wysokosprawna konwersja fotowoltaiczna ogniw chalkogenidkowych o krótkich długościach fali, nałożona na ogniwa o wyjątkowych parametrach konwersji przy długich długościach fali, takie jak heterogeniczne ogniwa z krzemu krystalicznego, może teoretycznie uzyskać wydajność konwersji fotowoltaicznej na poziomie ponad 30%, przekraczając granicę teoretycznej wydajności konwersji ogniw z krzemu krystalicznego wynoszącą 29,4%. W 2020 roku ta ułożona w stos bateria osiągnęła już wydajność konwersji na poziomie 29,15% w berlińskim laboratorium Heimholtza w Niemczech, a ułożone w stos ogniwa chalkogenidkowo-krystaliczne z krzemu są uważane za jedną z głównych technologii baterii następnej generacji.
Warstwę chalkogenidową wykonano metodą dwuetapową: najpierw porowate warstwy Pbl2 i CsBr osadzano na powierzchni komórek heterozłączowych o puszystych powierzchniach przez współodparowywanie, a następnie pokrywano roztworem organohalogenkowym (FAI, FABr) przez powlekanie wirowe. Roztwór halogenku organicznego wnika w pory osadzonej z fazy gazowej warstwy nieorganicznej, a następnie reaguje i krystalizuje w temperaturze 150 stopni Celsjusza, tworząc warstwę chalkogenidową. Grubość uzyskanej w ten sposób warstwy chalkogenidkowej wynosiła 400–500 nm i została ona połączona szeregowo z leżącą pod spodem komórką heterozłączową w celu zoptymalizowania dopasowania prądu. Warstwy transportu elektronów na warstwie chalkogenidkowej to LiF i C60, uzyskane sekwencyjnie przez termiczne osadzanie z fazy gazowej, a następnie osadzanie warstwy atomowej warstwy buforowej, Sn02 i rozpylanie magnetronowe TCO jako przezroczystej elektrody przedniej. Niezawodność tego złożonego ogniwa jest lepsza od ogniwa jednowarstwowego z chalkogenidkiem, ale stabilność powłoki chalkogenidkowej pod wpływem czynników środowiskowych, takich jak para wodna, światło i ciepło, nadal wymaga poprawy.
Czas publikacji: 20-paź-2023