Kotoran meningkatkan kinerja sel surya organik
Engine

Kotoran meningkatkan kinerja sel surya organik


Menambahkan diquat, herbisida yang dikenal, sebagai dopan meningkatkan efisiensi konversi sel surya organik berkinerja tinggi. Kredit: Yuanbao Lin

Metode elektrokimia untuk menstabilkan molekul reaktif dapat membantu pengembangan sel surya dengan efisiensi yang lebih tinggi.

Sinar matahari menawarkan solusi potensial untuk mencari sumber energi yang tidak membahayakan planet, tetapi ini bergantung pada cara untuk mengubah energi elektromagnetik menjadi listrik secara efisien. Para peneliti dari KAUST telah menunjukkan bagaimana herbisida yang dikenal dapat meningkatkan konversi ini dalam perangkat organik.

Sel surya secara tradisional dibuat dari bahan anorganik seperti silikon, bahan organik mulai digunakan sebagai alternatif karena ringan, fleksibel dan relatif murah untuk dibuat, bahkan menawarkan kemungkinan untuk pembuatan yang dapat dicetak.

Agar fotovoltaik organik menjadi pengganti yang realistis untuk bahan bakar fosil, mereka harus meningkatkan efisiensinya saat mengubah bagian kecil dari energi matahari menjadi energi listrik. Kunci untuk mencapai ini adalah memilih kombinasi bahan yang tepat.

Ph.D. Mahasiswa Yuanbao Lin dan Thomas Anthopoulos sekarang telah mencapai ini dengan mengembangkan “dopan molekuler yang efisien untuk meningkatkan kinerja dan stabilitas sel surya organik,” menurut Lin.

Sebagian besar perangkat fotovoltaik memiliki dua elemen penting: daerah tipe-n dan daerah-p, disebut demikian karena masing-masing daerah memiliki muatan listrik negatif dan positif. Muatan ini dapat dicapai dengan menambahkan pengotor ke semikonduktor. Pengotor yang menciptakan bahan tipe-n dikenal sebagai donor, sedangkan pengotor akseptor membuat bahan tipe-p.

Lin, Anthopoulos dan timnya menggunakan diquat (C12H.12Br2N2) sebagai dopan donor molekuler untuk meningkatkan efisiensi konversi sel surya organik berkinerja tinggi.

Dopan ditambahkan ke dua sistem bahan organik yang sebelumnya telah menunjukkan kinerja fotovoltaik yang sangat baik. Dalam satu kasus, efisiensi konversi daya ditingkatkan dari 16,7 persen menjadi 17,4 persen, sementara di kasus lain mereka mampu mencapai efisiensi maksimum 18,3 persen. Peningkatan ini dimungkinkan karena molekuler diquat dopant meningkatkan penyerapan optik material dan umur muatan listrik saat cahaya diserap.

Seperti banyak dopan organik tipe-n, diquat bersifat reaktif di lingkungan sekitar; kurangnya stabilitas sejauh ini telah mencegah penggunaannya sebagai dopan molekuler. Namun, tim KAUST mampu mengembangkan proses yang secara stabil menciptakan diquat netral dengan mengurangi diquat bermuatan elektrokimia, yang stabil di udara.

Kemampuan ini membuat diquat menjadi pilihan yang menjanjikan untuk generasi sel surya organik berikutnya. “Efisiensi maksimum yang diprediksi dari sel surya organik adalah sekitar 20 persen,” jelas Lin. “Kami akan berusaha sebaik mungkin untuk mencapai ini.”


Molekul kecil bisa menjadi kunci untuk meningkatkan efisiensi sel surya organik


Informasi lebih lanjut:
Lin, Y., dkk. N-dopan sederhana yang berasal dari diquat meningkatkan efisiensi sel surya organik hingga 18,3%. Surat-surat ACS Energy 5, 3663−3671 (2020).

Disediakan oleh Universitas Sains dan Teknologi Raja Abdullah

Kutipan: Kotoran meningkatkan kinerja sel surya organik (2021, 5 Januari) diakses 5 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-impurity-boost-solar-cells.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 : Lagu togel