Pendekatan umum untuk sel surya perovskit efisiensi tinggi
Green Tech

Pendekatan umum untuk sel surya perovskit efisiensi tinggi


Kredit: Christiane Kunath

Para peneliti dari Institute for Applied Physics (IAP) dan Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) di TU Dresden mengembangkan metodologi umum untuk pembuatan sel surya perovskite efisiensi tinggi yang dapat direproduksi. Studi mereka telah dipublikasikan di jurnal terkenal Komunikasi Alam.

Perovskit, kelas bahan yang pertama kali dilaporkan pada awal abad ke-19, “ditemukan kembali” pada tahun 2009 sebagai calon pembangkit listrik melalui penggunaannya dalam sel surya. Sejak itu, mereka telah mengambil alih komunitas penelitian fotovoltaik (PV), mencapai rekor efisiensi baru dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Peningkatan ini terjadi begitu cepat sehingga pada tahun 2021, hampir tidak lebih dari satu dekade penelitian kemudian, mereka sudah mencapai kinerja yang mirip dengan perangkat silikon konvensional. Apa yang membuat perovskit sangat menjanjikan adalah cara pembuatannya. Di mana perangkat berbasis silikon berat dan membutuhkan suhu tinggi untuk fabrikasi, perangkat perovskit dapat menjadi ringan dan dibentuk dengan investasi energi minimal. Kombinasi inilah — kinerja tinggi dan fabrikasi yang mudah — yang membuat komunitas riset bersemangat.

Ketika kinerja fotovoltaik perovskit meroket, tertinggal beberapa perkembangan pendukung yang diperlukan untuk membuat teknologi yang layak secara komersial. Salah satu masalah yang terus mengganggu perkembangan perovskit adalah reproduktifitas perangkat. Sementara beberapa perangkat PV dapat dibuat dengan tingkat kinerja yang diinginkan, perangkat lain yang dibuat dengan cara yang persis sama sering kali memiliki efisiensi yang jauh lebih rendah, membingungkan dan membuat frustrasi komunitas peneliti.

Baru-baru ini, para peneliti dari Emerging Electronic Technologies Group dari Prof Yana Vaynzof telah mengidentifikasi bahwa proses fundamental yang terjadi selama pembentukan film perovskit sangat mempengaruhi reproduktifitas perangkat fotovoltaik. Saat mengendapkan lapisan perovskit dari larutan, antisolvent diteteskan ke larutan perovskit untuk memicu kristalisasi. “Kami menemukan bahwa durasi perovskit terpapar antisolvent memiliki dampak dramatis pada kinerja perangkat akhir, variabel yang, hingga sekarang, tidak terlihat di lapangan.” kata Dr. Alexander Taylor, rekan penelitian pascadoktoral di kelompok Vaynzof dan penulis pertama studi ini. “Ini terkait dengan fakta bahwa antisolven tertentu mungkin setidaknya sebagian melarutkan prekursor lapisan perovskit, sehingga mengubah komposisi akhirnya. Selain itu, kelarutan antisolven dengan pelarut larutan perovskit mempengaruhi kemanjurannya dalam memicu kristalisasi.”

Hasil ini mengungkapkan bahwa, saat para peneliti memalsukan perangkat PV mereka, perbedaan dalam langkah antisolvent ini dapat menyebabkan kinerja yang tidak dapat direproduksi. Lebih jauh lagi, penulis menguji berbagai macam antisolven potensial, dan menunjukkan bahwa dengan mengendalikan fenomena ini, mereka dapat memperoleh kinerja mutakhir dari hampir setiap kandidat yang diuji. “Dengan mengidentifikasi karakteristik antisolvent utama yang memengaruhi kualitas lapisan aktif perovskit, kami juga dapat memprediksi pemrosesan yang optimal untuk antisolvent baru, sehingga menghilangkan kebutuhan untuk pengoptimalan trial-and-error yang membosankan yang begitu umum di lapangan.” menambahkan Dr. Fabian Paulus, pemimpin Transport in Hybrid Materials Group di cfaed dan kontributor studi ini.

“Aspek penting lainnya dari studi kami adalah fakta bahwa kami menunjukkan bagaimana aplikasi optimal dari antisolvent dapat secara signifikan memperluas jendela proses dari perangkat fotovoltaik perovskite” catat Prof. Vaynzof, yang memimpin pekerjaan tersebut. “Hasil kami menawarkan wawasan berharga komunitas penelitian perovskite yang diperlukan untuk kemajuan teknologi yang menjanjikan ini menjadi produk komersial.”


Metode fabrikasi perovskit baru untuk sel surya membuka jalan bagi produksi skala besar


Informasi lebih lanjut:
Alexander D. Taylor dkk. Pendekatan umum untuk sel surya perovskit efisiensi tinggi dengan antisolvent, Komunikasi Alam (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-22049-8

Disediakan oleh Universitas Teknologi Dresden

Kutipan: Pendekatan umum untuk sel surya perovskite efisiensi tinggi (2021, 26 Maret) diambil pada 26 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-approach-high-efficiency-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 tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Lagutogel