Generasi baru sel surya berkontribusi pada Revolusi Hijau
Energy

Generasi baru sel surya berkontribusi pada Revolusi Hijau


Peneliti di Laboratorium TalTech dari Material Fotovoltaik. Kredit: TalTech

Uni Eropa bertekad untuk melakukan reformasi besar yang dikenal sebagai Kesepakatan Hijau Eropa dengan tujuan menjadikan Eropa sebagai benua netral iklim pertama pada tahun 2050. Perubahan terbesar akan terjadi di sektor produksi energi, yang berada di ambang penyelesaian transisi ke sumber energi terbarukan, termasuk energi matahari. Untuk meningkatkan output daya sel surya ke skala terawatt, teknologi yang meninggalkan jejak ekologi yang lebih kecil, lebih efisien dan menawarkan aplikasi yang lebih luas perlu dikembangkan bersama dengan sel surya berbasis silikon generasi pertama yang saat ini mendominasi di pasar sel surya.

Bahan fotovoltaik TalTech dan kelompok penelitian fisika bahan optoelektronik menerbitkan sebuah artikel di jurnal Energi matahari berjudul “Pengaruh rasio S / Se pada sifat-sifat Cu2CdGe (SxSe1-x)4 bubuk mikrokristalin untuk aplikasi fotovoltaik, “yang berfokus pada pengembangan sel surya lapisan monograin generasi baru.

Salah satu penulis artikel, Kepala Laboratorium TalTech Bahan Fotovoltaik, Peneliti Senior Marit Kauk-Kuusik mengatakan, “Tidak seperti panel surya berbasis silikon yang tersebar luas, sel surya generasi berikutnya terbuat dari lapisan material yang sangat tipis. Untuk membangun sel surya tersebut harus digunakan semikonduktor dengan sifat penyerap cahaya yang sangat baik.Seperti diketahui, penyerapan cahaya pada silikon agak buruk, sehingga membutuhkan lapisan penyerap yang relatif tebal, yang membuat sel surya menjadi berat dan kaku.Penelitian kami difokuskan pada analisis aplikasi potensial Cu2CdGe (SxSe1-x)4 semikonduktor dalam produksi energi matahari. Dalam studi ini, kami fokus pada pengaruh rasio sulfur / selenium (S / Se) pada sifat optoelektronik dari bahan penyerap untuk memaksimalkan rentang sensitivitas spektral. “

Sel surya bekerja berdasarkan prinsip efek fotovoltaik, yaitu energi dapat dihasilkan langsung oleh cahaya. Penyerap sel surya harus mampu menyerap cahaya seefisien mungkin, khususnya untuk memanfaatkan spektrum panjang gelombang penuh dalam radiasi matahari. Selain itu, koefisien absorber bahan absorber harus setinggi mungkin, yang artinya sudah lapisan yang sangat tipis dari absorber harus menyerap semua cahaya datang. Hal ini pada gilirannya berarti bahwa lebih sedikit bahan yang dibutuhkan untuk menghasilkan penyerap daripada jika koefisien penyerapannya lebih rendah. Oleh karena itu, sementara absorber yang terbuat dari silikon, yaitu material dengan koefisien absorpsi rendah, memiliki ketebalan 150-200 μm, lapisan material absorber modern berdasarkan serbuk monograin dapat menjadi 5-10 kali lebih tipis (yaitu tebal 10-30 μm) . Ini juga secara otomatis mengurangi berat sel surya.

Penurunan bobot solar juga berarti penurunan konsumsi material, yang tentunya tidak kalah pentingnya di era peningkatan kesadaran lingkungan dan revolusi hijau kita saat ini. “Penting untuk secara konsisten mencari alternatif baru untuk sel surya berbasis silikon yang digunakan selama beberapa dekade,” kata Marit Kauk-Kuusik. Trennya adalah ramah lingkungan dan keberlanjutan secara keseluruhan. Selain konsumsi material dan bobot yang berkurang, solusi baru ini juga jauh lebih inovatif. Kata kuncinya masih berkinerja tinggi, ringan, fleksibel, dan tahan lama.

Sementara teknologi penguapan vakum atau sputtering yang mahal secara konvensional telah banyak digunakan untuk memproduksi sel surya, teknologi bubuk monograin unik yang diterapkan oleh peneliti material TalTech tidak memerlukan peralatan vakum tinggi. Serbuk mikrokristalin disintesis dengan metode garam cair dalam ampul kuarsa dalam tungku ruang khusus. Massa yang diperoleh dicuci dan diayak menjadi pecahan berukuran sempit dengan sistem penyaringan khusus dan bubuk mikrokristalin berkualitas tinggi yang disintesis, bubuk monograin, digunakan untuk produksi sel surya.

Marit Kauk-Kuusik mengatakan, “Serbuk monograin yang dihasilkan oleh teknologi bubuk kami terdiri dari kristal mikro yang membentuk miniatur sel surya dalam modul besar. Hal ini memberikan keunggulan utama dibandingkan panel surya berbasis silikon: bahannya ringan, fleksibel, bisa semi- transparan, sekaligus ramah lingkungan dan jauh lebih murah. “

Produksi energi yang ramah lingkungan menjadi vital dalam terang revolusi hijau dan konsumsi yang berkelanjutan. Energi terbarukan, dimana energi matahari semakin berperan penting, merupakan kata kunci penting di sini.

“Efisiensi konversi daya dari sel surya yang dikembangkan sebagai hasil penelitian kami adalah 6,4%, yang merupakan kinerja publikasi tertinggi di dunia untuk Cu2CdGe (SxSe1-x)4 sel surya berbasis dan sedikit lebih tinggi dari sel pertama di dunia, berbasis silikon yang dikembangkan beberapa dekade lalu. Jadi, ini adalah hasil yang menjanjikan, “kata Kauk-Kuusik. Dia juga yakin bahwa, tidak seperti penemuan ini, tidak akan lagi membutuhkan waktu 30 hingga 40 tahun untuk mencapai efisiensi konversi daya yang lebih tinggi, seperti halnya dengan silikon, tetapi hasil dalam sains akan dicapai dalam waktu yang jauh lebih singkat.


Perak meningkatkan efisiensi sel surya lapisan monograin


Informasi lebih lanjut:
X. Li et al, Pengaruh rasio S / Se pada sifat-sifat Cu2CdGe (SxSe1-x)4 bubuk mikrokristalin untuk aplikasi fotovoltaik, Energi matahari (2020). DOI: 10.1016 / j.solener.2020.09.045

Disediakan oleh Dewan Riset Estonia

Kutipan: Sel surya generasi baru berkontribusi pada Revolusi Hijau (2020, 1 Desember) diambil 1 Desember 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-12-solar-cells-contributes-green-revolution.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HK