కాల్షిటోనైట్ సౌర కణాలలో పూత సాంకేతికత

2009లో, కాల్సైట్ సన్నని-పొర కణాలు కనిపించడం ప్రారంభించినప్పుడు మార్పిడి సామర్థ్యం కేవలం 3.8% మాత్రమే ఉండేది, మరియు అది చాలా వేగంగా పెరిగింది, 2018 నాటికి, ప్రయోగశాల సామర్థ్యం 23% దాటింది. ఒక చాల్కోజనైడ్ సమ్మేళనం యొక్క ప్రాథమిక అణు ఫార్ములా ABX3, మరియు A స్థానం సాధారణంగా Cs+ లేదా Rb+ వంటి లోహ అయాన్, లేదా (CH3NH3)₂, [CH (NH2)₂]⁺ వంటి సేంద్రీయ క్రియాత్మక సమూహం; B స్థానం సాధారణంగా Pb²⁺ మరియు Sn²⁺ అయాన్‌ల వంటి ద్విసంయోజక కాటయాన్‌లు; X స్థానం సాధారణంగా Br⁻, I⁻, Cl⁻ వంటి హాలోజన్ ఆనయాన్‌లు. సమ్మేళనాల యొక్క భాగాలను మార్చడం ద్వారా, చాల్కోజనైడ్ సమ్మేళనాల యొక్క నిషిద్ధ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను 1.2 మరియు 3.1 eV మధ్య సర్దుబాటు చేయవచ్చు. తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద అధిక సామర్థ్యం గల చాల్కోజనైడ్ కణాలను, దీర్ఘ తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద అద్భుతమైన మార్పిడి పనితీరు కనబరిచే విజాతీయ స్ఫటికాకార సిలికాన్ కణాల వంటి వాటిపై అమర్చడం ద్వారా, స్ఫటికాకార సిలికాన్ కణాల సైద్ధాంతిక మార్పిడి సామర్థ్యమైన 29.4% పరిమితిని అధిగమించి, సైద్ధాంతికంగా 30% కంటే ఎక్కువ ఫోటోవోల్టాయిక్ మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని సాధించవచ్చు. 2020 నాటికి, జర్మనీలోని హీమ్‌హోల్ట్జ్ బెర్లిన్ ప్రయోగశాలలో ఈ స్టాక్డ్ బ్యాటరీ ఇప్పటికే 29.15% మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని సాధించింది, మరియు చాల్కోజనైడ్-స్ఫటికాకార సిలికాన్ స్టాక్డ్ సెల్ తదుపరి తరం యొక్క ప్రధాన బ్యాటరీ సాంకేతికతలలో ఒకటిగా పరిగణించబడుతుంది.

చాల్కోజెనైడ్ ఫిల్మ్ పొరను రెండు-దశల పద్ధతి ద్వారా తయారు చేశారు: మొదట, మెత్తటి ఉపరితలాలు గల హెటెరోజంక్షన్ సెల్‌ల మీద సహ-బాష్పీభవనం ద్వారా సచ్ఛిద్ర Pbl2 మరియు CsBr ఫిల్మ్‌లను నిక్షేపించారు, ఆపై స్పిన్-కోటింగ్ ద్వారా ఆర్గానోహాలైడ్ ద్రావణంతో (FAI, FABr) కప్పారు. ఈ ఆర్గానిక్ హాలైడ్ ద్రావణం, ఆవిరి పద్ధతిలో నిక్షేపించిన అకర్బన ఫిల్మ్ యొక్క రంధ్రాలలోకి చొచ్చుకుపోయి, ఆపై 150 డిగ్రీల సెల్సియస్ వద్ద చర్య జరిపి, స్ఫటికీకరణ చెంది చాల్కోజెనైడ్ ఫిల్మ్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ విధంగా పొందిన చాల్కోజెనైడ్ ఫిల్మ్ మందం 400-500 nmగా ఉంది, మరియు కరెంట్ మ్యాచింగ్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి దీనిని కింద ఉన్న హెటెరోజంక్షన్ సెల్‌తో శ్రేణిలో అనుసంధానించారు. చాల్కోజెనైడ్ ఫిల్మ్‌పై ఉన్న ఎలక్ట్రాన్ రవాణా పొరలు LiF మరియు C60. వీటిని వరుసగా థర్మల్ వేపర్ డిపోజిషన్, ఆ తర్వాత అటామిక్ లేయర్ డిపోజిషన్ ద్వారా బఫర్ పొర అయిన Sn02, మరియు మాగ్నెట్రాన్ స్పట్టరింగ్ ద్వారా పారదర్శక ఫ్రంట్ ఎలక్ట్రోడ్‌గా పొందారు. ఈ పేర్చిన సెల్ యొక్క విశ్వసనీయత చాల్కోజనైడ్ ఏకపొర సెల్ కంటే మెరుగ్గా ఉంది, కానీ నీటి ఆవిరి, కాంతి మరియు వేడి వంటి పర్యావరణ ప్రభావాల కింద చాల్కోజనైడ్ ఫిల్మ్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని ఇంకా మెరుగుపరచవలసి ఉంది.