Para Ilmuwan Tingkatkan Efisiensi Sel Surya Perovskit Hingga 26 Persen dengan Lapisan Pelindung Baru

Unsplash

Tim peneliti dari Chinese Academy of Sciences telah mengembangkan material baru yang membuat sel surya lebih efisien, tahan lama, dan stabil daripada sebelumnya.

Terobosan ini dapat membantu membawa sel surya perovskit—sebuah teknologi surya generasi mendatang yang menjanjikan—lebih dekat ke penggunaan skala besar.

Dipimpin oleh Profesor Ge Ziyi dari Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, bekerja sama dengan Profesor Qu Bo dari Peking University, tim ini menciptakan lapisan khusus, atau pasivator, yang meningkatkan cara sel surya perovskit mengubah sinar matahari menjadi listrik.

Sel surya baru mereka mencapai rekor efisiensi 26,07%, salah satu yang tertinggi yang pernah dicapai untuk jenis material ini. Temuan ini dipublikasikan dalam jurnal Advanced Materials.

Sel surya perovskit (PSC) telah menjadi salah satu bidang penelitian surya yang paling menarik karena dapat dibuat dengan murah dan efisien dibandingkan dengan panel berbasis silikon tradisional.

Namun, salah satu tantangan utama adalah mempertahankan kinerja dan stabilitas.

Cacat kecil pada lapisan perovskit dapat menyebabkan hilangnya energi, sementara bahan kimia yang digunakan untuk memperbaiki cacat ini seringkali merusak permukaan atau memperpendek umur sel.

Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti mengembangkan molekul baru yang disebut DCTP, sebuah pasivator berbasis bifosfat.

Keunikan DCTP adalah kemampuannya untuk larut dalam pelarut berpolaritas rendah—seperti toluena, klorobenzena, dan kloroform—yang lembut pada material perovskit.

Sebagian besar pasivator yang ada membutuhkan pelarut yang keras dan berpolaritas tinggi, yang dapat merusak struktur sel surya yang rapuh selama pemrosesan.

Ketika diaplikasikan sebagai lapisan perantara tipis, DCTP bertindak seperti penghalang pelindung yang menutup cacat permukaan dan meningkatkan pergerakan muatan listrik di dalam sel.

DCTP juga membantu menyelaraskan tingkat energi antar lapisan, sehingga listrik dapat mengalir lebih lancar.

Yang terpenting, lapisan baru ini mencegah ion kimia berbahaya—seperti litium atau iodida—menyebar di antara lapisan di bawah panas, yang selama ini menjadi penyebab utama penurunan kinerja dalam desain tradisional.

Sel surya yang diolah dengan DCTP tidak hanya mencapai efisiensi impresif sebesar 26,07%, tetapi juga terbukti sangat stabil.

Bahkan setelah 900 jam pada suhu 65°C, perangkat ini mempertahankan lebih dari 90% kinerja aslinya.

Pencapaian ini mencetak rekor baru untuk sel surya perovskit yang diproses dengan pelarut non-polar.

Secara lebih luas, studi ini membuka pintu bagi teknologi surya yang terukur, tahan lama, dan lebih mudah diproduksi.

Sebagaimana dicatat oleh tim Profesor Ge, desain passivator baru ini merupakan "langkah maju yang besar" menuju energi surya yang andal dan berkinerja tinggi di masa depan.