కాల్సిటోనైట్ సౌర ఘటాలలో పూత సాంకేతికత

2009లో, కాల్సైట్ సన్నని పొర కణాలు కనిపించడం ప్రారంభించినప్పుడు మార్పిడి సామర్థ్యం కేవలం 3.8% మాత్రమే, మరియు చాలా త్వరగా పెరిగింది, యూనిట్ 2018, ప్రయోగశాల సామర్థ్యం 23% మించిపోయింది. చాల్కోజెనైడ్ సమ్మేళనం యొక్క ప్రాథమిక పరమాణు సూత్రం ABX3, మరియు A స్థానం సాధారణంగా Cs+ లేదా Rb+ వంటి లోహ అయాన్ లేదా సేంద్రీయ క్రియాత్మక సమూహం. (CH3NH3;), [CH (NH2)2]+ వంటివి; B స్థానం సాధారణంగా Pb2+ మరియు Sn2+ అయాన్ల వంటి ద్వివాలెంట్ కాటయాన్‌లు; X స్థానం సాధారణంగా Br-, I-, Cl- వంటి హాలోజన్ అయాన్‌లు. సమ్మేళనాల భాగాలను మార్చడం ద్వారా, చాల్కోజెనైడ్ సమ్మేళనాల నిషేధించబడిన బ్యాండ్‌విడ్త్ 1.2 మరియు 3.1 eV మధ్య సర్దుబాటు చేయబడుతుంది. స్వల్ప-తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద చాల్కోజెనైడ్ కణాల యొక్క అధిక-సామర్థ్య ఫోటోవోల్టాయిక్ మార్పిడి, దీర్ఘ-తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద అత్యుత్తమ మార్పిడి పనితీరు కలిగిన కణాలపై, ఉదాహరణకు వైవిధ్య స్ఫటికాకార సిలికాన్ కణాలపై అమర్చబడి, సిద్ధాంతపరంగా 30% కంటే ఎక్కువ ఫోటోవోల్టాయిక్ మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని పొందగలదు, ఇది స్ఫటికాకార సిలికాన్ కణాల సైద్ధాంతిక మార్పిడి సామర్థ్యం 29.4% పరిమితిని అధిగమించింది. 2020 నాటికి, ఈ స్టాక్ చేయబడిన బ్యాటరీ జర్మనీలోని హీమ్‌హోల్ట్జ్‌లోని బెర్లిన్ ప్రయోగశాలలో ఇప్పటికే 29.15% మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని సాధించింది మరియు చాల్కోజెనైడ్-స్ఫటికాకార సిలికాన్ స్టాక్డ్ సెల్ తదుపరి తరం యొక్క ప్రధాన బ్యాటరీ సాంకేతికతలలో ఒకటిగా పరిగణించబడుతుంది.

చాల్కోజెనైడ్ ఫిల్మ్ పొరను రెండు-దశల పద్ధతి ద్వారా గ్రహించారు: మొదట, పోరస్ Pbl2, మరియు CsBr ఫిల్మ్‌లను సహ-బాష్పీభవనం ద్వారా మెత్తటి ఉపరితలాలు కలిగిన హెటెరోజంక్షన్ కణాల ఉపరితలంపై జమ చేశారు, ఆపై స్పిన్-కోటింగ్ ద్వారా ఆర్గానోహలైడ్ ద్రావణం (FAI, FABr)తో కప్పారు. సేంద్రీయ హాలైడ్ ద్రావణం ఆవిరి-నిక్షేపించబడిన అకర్బన ఫిల్మ్ యొక్క రంధ్రాలలోకి చొచ్చుకుపోయి, ఆపై 150 డిగ్రీల సెల్సియస్ వద్ద చర్య జరిపి స్ఫటికీకరించి చాల్కోజెనైడ్ ఫిల్మ్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ విధంగా పొందిన చాల్కోజెనైడ్ ఫిల్మ్ యొక్క మందం 400-500 nm, మరియు కరెంట్ మ్యాచింగ్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ఇది అంతర్లీన హెటెరోజంక్షన్ సెల్‌తో సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడింది. చాల్కోజెనైడ్ ఫిల్మ్‌లోని ఎలక్ట్రాన్ రవాణా పొరలు LiF మరియు C60, వీటిని థర్మల్ ఆవిరి నిక్షేపణ ద్వారా వరుసగా పొందారు, తరువాత బఫర్ పొర యొక్క అణు పొర నిక్షేపణ, Sn02 మరియు TCO యొక్క మాగ్నెట్రాన్ స్పట్టరింగ్ పారదర్శక ఫ్రంట్ ఎలక్ట్రోడ్‌గా ఉంటాయి. ఈ స్టాక్ చేయబడిన సెల్ యొక్క విశ్వసనీయత చాల్కోజెనైడ్ సింగిల్-లేయర్ సెల్ కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది, అయితే నీటి ఆవిరి, కాంతి మరియు వేడి యొక్క పర్యావరణ ప్రభావాల కింద చాల్కోజెనైడ్ ఫిల్మ్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని ఇంకా మెరుగుపరచాల్సిన అవసరం ఉంది.