Metode fabrikasi baru untuk sel surya perovskit menjanjikan untuk menembus batas efisiensi
Energy

Metode fabrikasi baru untuk sel surya perovskit menjanjikan untuk menembus batas efisiensi


Kredit: Junke Wang

Konversi langsung matahari ke listrik yang dimungkinkan oleh sel surya dapat memainkan peran penting dalam pasokan energi kita di masa depan. Meningkatkan efektivitas biaya sel surya sangat penting untuk mempercepat industri surya skala terawatt yang akan datang. Namun, ini rumit karena silikon kristal konvensional sudah mendekati batas efisiensinya sebesar 33 persen. Salah satu strategi yang layak adalah membuat sel surya yang menggabungkan berbagai bahan penyerap cahaya yang dapat menangkap sebagian besar sinar matahari, yang pada akhirnya dapat meningkatkan efisiensi hingga 68 persen. Ph.D. kandidat Junke Wang telah mengembangkan strategi baru untuk membuat sel surya berdasarkan semikonduktor perovskit baru yang menjanjikan efisiensi di atas 35 persen. Wang berhasil mempertahankan tesisnya pada tanggal 10 Desember.

Perovskit adalah senyawa hibrida anorganik-organik yang menunjukkan sifat yang sangat baik untuk digunakan dalam aplikasi sel surya. Dalam satu dekade, sel surya berdasarkan satu lapisan perovskit telah mencapai efisiensi di atas 25 persen, yang setara dengan teknologi surya anorganik konvensional.

Dibandingkan dengan bahan tradisional, perovskit memiliki banyak keunggulan seperti ringan dan murah. Selain itu, dapat dibuat dari campuran larutan atau tinta, seperti yang digunakan untuk mencetak koran. Tinta ini kemudian dapat digunakan untuk melapisi permukaan substrat dengan lapisan yang tebalnya hanya ratusan nanometer. Hasilnya, pendekatan ini mempermudah pembuatan panel surya area luas dari solusi ini.

Menariknya, bahan perovskit berkualitas tinggi yang menyerap berbagai warna sinar matahari dapat diperoleh dengan mengubah komposisi kimia film perovskit. Oleh karena itu, menumpuk berbagai bahan perovskit yang dapat menyerap warna berbeda dalam satu perangkat, yaitu sel surya multijungsi perovskit, menawarkan cara yang menarik untuk mendobrak batas efisiensi dengan biaya fabrikasi yang rendah.

Memproses tantangan

Pembuatan sel surya multijungsi semacam itu adalah tugas yang tidak sepele, mengingat bahwa lapisan material yang berbeda perlu diendapkan di atas satu sama lain sementara juga kompatibel satu sama lain. Setiap bahan perovskit memerlukan strategi pembentukan film tertentu untuk memperoleh kinerja tinggi, dan ini menimbulkan tantangan pemrosesan yang luar biasa. Selain itu, karena semua lapisan perovskit diproses dari larutan, penempatan satu bahan perovskit di atas yang lain dapat merusak lapisan di bawahnya dan menurunkan efisiensi sel.

Strategi deposisi universal

Dalam penelitian ini, Wang dan rekannya di kelompok Bahan Molekuler dan Nanosystems di Departemen Fisika Terapan mendemonstrasikan metode pemrosesan dan integrasi yang sederhana namun efektif untuk tiga lapisan perovskit yang berbeda.

Metode baru ini mengatasi kesulitan utama dalam pembuatan sel surya multijungsi perovskit dan cocok untuk pendekatan produksi skala besar di masa depan. Para peneliti juga merancang dan menerapkan lapisan interkoneksi yang kuat yang mampu menjaga integritas semua lapisan perovskit selama pengendapan satu lapisan di atas lapisan lainnya.

Dalam sel surya bukti konsep, kombinasi tiga bahan perovskit yang berbeda menghasilkan efisiensi konversi 16,8 persen. Dengan pengembangan lebih lanjut dari bahan perovskit individu, strategi dikembangkan selama Ph.D. penelitian dibayangkan dapat meningkatkan efisiensi hingga di atas 35 persen. Komponen hasil dari Ph.D. penelitian telah diterbitkan dalam makalah di jurnal Komunikasi Alam.


Profesor kimia menggunakan bahan lama untuk membuat sel surya yang lebih baru dan lebih baik


Informasi lebih lanjut:
Junke Wang dkk. 16,8% Sel surya persimpangan tiga perovskite monolitik melalui proses solusi dua langkah universal, Komunikasi Alam (2020). DOI: 10.1038 / s41467-020-19062-8

Disediakan oleh Universitas Teknologi Eindhoven

Kutipan: Metode fabrikasi baru untuk sel surya perovskite berjanji untuk menembus batas efisiensi (2020, 11 Desember), diakses 11 Desember 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-12-fabrication-method-perovskite-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 : Togel HK