În 2009, când au început să apară celulele cu peliculă subțire de calcit, eficiența de conversie a fost de doar 3,8% și a crescut foarte rapid. Unitatea 2018, eficiența de laborator a depășit 23%. Formula moleculară de bază a unui compus calcogenic este ABX3, iar poziția A este de obicei un ion metalic, cum ar fi Cs+ sau Rb+, sau o grupare funcțională organică. Cum ar fi (CH3NH3;), [CH(NH2)2]+; poziția B este de obicei cationi divalenți, cum ar fi ionii Pb2+ și Sn2+; poziția X este de obicei anioni halogeni, cum ar fi Br-, I-, Cl-. Prin schimbarea componentelor compușilor, lățimea de bandă interzisă a compușilor calcogenici este reglabilă între 1,2 și 3,1 eV. Conversia fotovoltaică de înaltă eficiență a celulelor calcogenură la lungimi de undă scurte, suprapusă peste celule cu performanțe de conversie remarcabile la lungimi de undă lungi, cum ar fi celulele eterogene de siliciu cristalin, poate obține teoretic o eficiență de conversie fotovoltaică de peste 30%, depășind limita eficienței teoretice de conversie a celulelor de siliciu cristalin de 29,4%. În 2020, această baterie suprapusă a atins deja o eficiență de conversie de 29,15% în Laboratorul Heimholtz din Berlin, Germania, iar celula suprapusă calcogenură-siliciu cristalin este considerată a fi una dintre principalele tehnologii de baterii ale următoarei generații.
Stratul de peliculă de calcogenură a fost realizat printr-o metodă în doi pași: mai întâi, pelicule poroase de Pbl2 și CsBr au fost depuse pe suprafața celulelor de heterojoncțiune cu suprafețe pufoase prin co-evaporare, apoi acoperite cu o soluție de organohalogenuri (FAI, FABr) prin centrifugare. Soluția de halogenură organică pătrunde în porii peliculei anorganice depuse prin vapori și apoi reacționează și cristalizează la 150 de grade Celsius pentru a forma un strat de peliculă de calcogenură. Grosimea peliculei de calcogenură astfel obținute a fost de 400-500 nm și a fost conectată în serie cu celula de heterojoncțiune subiacentă pentru a optimiza adaptarea curentului. Straturile de transport de electroni de pe pelicula de calcogenură sunt LiF și C60, obținute secvențial prin depunere termică în vapori, urmată de depunerea unui strat atomic tampon, SnO2, și pulverizare magnetronică a TCO ca electrod frontal transparent. Fiabilitatea acestei celule stivuite este mai bună decât cea a celulei cu un singur strat de calcogenidă, dar stabilitatea peliculei de calcogenidă sub influențele mediului înconjurător precum vaporii de apă, lumina și căldura trebuie încă îmbunătățită.
Data publicării: 20 oct. 2023