Pewarna sel surya baru yang murah mudah dibuat dan bekerja dengan baik dalam kondisi cahaya rendah
Spotlight

Pewarna sel surya baru yang murah mudah dibuat dan bekerja dengan baik dalam kondisi cahaya rendah


Marko Stojanovic di Laboratorium Fotonik dan Antarmuka memegang solusi MS5. Kredit: Jean-David Décoppet dan Alejandra Hauser

Ilmuwan EPFL telah mengembangkan pewarna baru untuk sel surya yang memungkinkan efisiensi konversi daya tinggi sekaligus sederhana dan murah untuk dibuat. Pewarna juga bekerja sangat baik dalam kondisi cahaya redup, yang merupakan kunci untuk perangkat bertenaga rendah dan mandiri.

Pada tahun 1991, ilmuwan Brian O’Regan dan Michael Grätzel di EPFL menerbitkan makalah penting yang menjelaskan jenis sel surya baru: sel surya peka zat warna (DSSC), juga dikenal sebagai “sel Grätzel”. Sederhana dan murah untuk dibangun sekaligus fleksibel dan serbaguna, DSSC sudah diproduksi pada skala multi-megawatt, memotong sebagian besar pasar fotovoltaik, yang saat ini memasok hampir 3% dari seluruh listrik dunia, juga dalam perlombaan untuk mengurangi karbon emisi.

Sekarang, Dan Zhang dan Marko Stojanovic, dua Ph.D. siswa di lab Grätzel di EPFL’s School of Basic Sciences, telah memimpin pengembangan pewarna sederhana untuk DSSC, yang disebut MS5. Dalam perangkat, sensitizer baru ini dapat digunakan sebagai pewarna tunggal, dan menghasilkan tegangan sirkuit terbuka — tegangan maksimum yang dapat dicapai sel surya di bawah sinar matahari penuh — sebesar 1,24 Volt atau sebagai co-sensitizer, bersama dengan pewarna komersial XY1b, dan memungkinkan efisiensi konversi daya sebesar 13,5%. Keduanya termasuk yang tertinggi di bidang DSSC.

Karya tersebut diterbitkan di Komunikasi Alam.

Pewarna baru mengguncang sel surya

Representasi struktural 3D dari MS5 dan foto sel surya peka zat warna ukuran 3,8 cm2. Kredit: Marko Stojanovic dan Dan Zhang

Tim menggunakan pewarna baru ini yang dikombinasikan dengan bahan pemeka organik lain yang diberi kode XY1b. Selain menyerap foton dari domain biru dan kuning emisi matahari, peran pewarna baru dalam tandem ini adalah untuk meningkatkan output tegangan perangkat dengan memperlambat rekombinasi pembawa muatan yang dihasilkan oleh cahaya. Disebut MS5, fotosensitizer digunakan dengan elektrolit tembaga (II / I) untuk memungkinkan DSSC mencapai efisiensi yang mengesankan.

“Pekerjaan kami merupakan terobosan penting dalam pekerjaan DSSC dan terutama desain pewarna,” kata Michael Grätzel. “Ini menunjukkan bahwa kinerja tinggi dapat dicapai dengan pewarna yang relatif sederhana melalui rekayasa molekuler yang bijaksana dari struktur molekul pemeka.”

Diuji dalam kondisi cahaya sekitar, pewarna menunjukkan kinerja yang mengesankan, yang sangat penting agar fotovoltaik efektif dalam kondisi mendung, atau aplikasi di dalam ruangan untuk memberi daya pada perangkat elektronik yang diterapkan, misalnya untuk internet. Dan yang tak kalah pentingnya, MS5 mudah untuk disintesis hingga skala gram menggunakan prosedur satu langkah yang dijelaskan para peneliti dalam makalah mereka.

“Hasil kami tidak hanya mendorong bidang sel surya yang peka pewarna lebih jauh, tetapi juga menunjukkan keahlian terkemuka EPFL di bidang tersebut,” kata Marko Stojanovic.


Sel surya campuran baru menghasilkan efisiensi konversi daya yang tinggi


Informasi lebih lanjut:
Fotosensitizer molekuler mencapai Voc 1,24 V yang memungkinkan sel surya peka-pewarna yang sangat efisien dan stabil dengan elektrolit berbasis Tembaga (ii / i). Komunikasi Alam 19 Maret 2021. DOI: 10.1038 / s41467-021-21945-3

Disediakan oleh Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Kutipan: Pewarna sel surya murah baru mudah dibuat dan bekerja dengan baik dalam kondisi cahaya redup (2021, 19 Maret) diambil 19 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-inexpensive-solar-cell-dye- simple.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 : Pengeluaran SGP Hari Ini