Panduan berbasis polarisasi untuk membuat sel surya berkinerja tinggi dan serbaguna
Energy

Panduan berbasis polarisasi untuk membuat sel surya berkinerja tinggi dan serbaguna


Memperbaiki desain sel surya merupakan bagian integral untuk meningkatkan konsumsi energi. Para ilmuwan akhir-akhir ini berfokus untuk membuat sel surya lebih efisien, fleksibel, dan portabel untuk memungkinkan integrasi mereka ke dalam aplikasi sehari-hari. Akibatnya, sel surya film tipis ringan dan fleksibel baru telah dikembangkan. Namun, tidak mudah untuk menggabungkan efisiensi dengan fleksibilitas. Agar bahan (biasanya semikonduktor) menjadi efisien, ia harus memiliki ‘celah pita’ kecil — energi yang dibutuhkan untuk merangsang pembawa muatan untuk konduksi listrik — dan harus menyerap dan mengubah sebagian besar sinar matahari menjadi listrik. Hingga saat ini, belum ada penyerap efisien yang sesuai untuk sel surya film tipis yang telah dikembangkan.

Biasanya, pembawa muatan dalam semikonduktor dihasilkan dalam pasangan elektron bermuatan negatif dan “lubang” bermuatan positif (pada dasarnya, “tidak adanya” elektron). Untuk konduksi listrik yang efisien, elektron dan lubang ini perlu dipisahkan. Kelas bahan yang disebut “feroelektrik” dapat sangat memudahkan pemisahan ini, berkat “polarisasi listrik” spontannya, sebuah fenomena yang serupa dengan magnetisasi spontan pada besi. Namun, karena celah pita yang besar dan konversi cahaya ke listrik yang buruk, mereka telah melihat aplikasi fotovoltaik yang terbatas.

Dalam studi baru yang diterbitkan di Material dan Antarmuka Terapan, ilmuwan dari Korea membahas masalah ini dan mengusulkan solusi baru dalam bentuk oksida ‘antiperovskite’, dilambangkan sebagai Ba4Pn2O, dengan Pn sebagai stand-in untuk Arsen (As) atau Antimony (Sb). Dengan menggunakan kalkulasi teori fungsional kerapatan, para ilmuwan menyelidiki berbagai sifat fisik oksida antiperovskit dan mengungkapkan bahwa oksida tersebut menunjukkan polarisasi listrik spontan, menjadikannya feroelektrik. Prof Youngho Kang dari Incheon National University, yang memimpin penelitian menjelaskan, dalam konfigurasi energi minimum Ba4Pn2Struktur O, kami menemukan bahwa ion O dan ion Ba bergeser dari posisi aslinya ke arah yang berlawanan. Perpindahan ini memunculkan polarisasi listrik bukan nol, tanda klasik feroelektrik. “

Karena polarisasi spontan membantu dalam pemisahan pasangan lubang elektron, hal ini menunjukkan bahwa oksida antiperovskit dapat secara efisien mengekstraksi pembawa muatan. Selain itu, perhitungan menunjukkan bahwa celah pita mereka ideal untuk penyerapan sinar matahari yang efisien, bahkan memungkinkan lapisan Ba ​​yang sangat tipis4Pn2O untuk menghasilkan arus foto yang substansial.

Hasil yang menjanjikan seperti itu telah membangkitkan semangat para ilmuwan tentang prospek masa depan sel surya film tipis. Prof Kang menduga, “Hasil kami adalah konfirmasi yang kuat bahwa antiperovskit dapat menjadi peredam yang efisien untuk sel surya film tipis. Mengingat keserbagunaannya, terdapat beberapa aplikasi kehidupan nyata untuk sel surya ini, bahkan untuk mengisi daya ponsel saat terkena sinar matahari. tersedia. Selain itu, fleksibilitasnya memungkinkan pembuatan perangkat yang dapat dipakai mengemudi sendiri seperti jam tangan pintar. ”


Strategi baru untuk ‘menyangga’ perubahan iklim: Mengembangkan sel surya yang lebih murah dan ramah lingkungan


Informasi lebih lanjut:
Youngho Kang et al, Antiperovskite Oxides sebagai Kandidat yang Menjanjikan untuk Fotovoltaik Ferroelektrik Berkinerja Tinggi: Investigasi Prinsip Pertama pada Ba4Sebagai2O dan Ba4Sb2HAI, Bahan & Antarmuka Terapan ACS (2020). DOI: 10.1021 / acsami.0c13034

Disediakan oleh Universitas Nasional Incheon

Kutipan: Panduan berbasis polarisasi untuk membuat sel surya berkinerja tinggi dan serbaguna (2021, 4 Januari) diambil pada 4 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-polarization-driven-high-performance-versatile- sel-surya.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