Arsip Blog

Heliatek berhasil mengembangkan sel surya tandem organik dengan effisiensi tertinggi 10.7%


Heliatek, perusahaan fotovoltaik yang berbasis di German, berhasil mengembangkan sel surya organik dengan efisiensi tertinggi didunia saat ini 10.7%. 

Menurut Heliatek, kunci dari peningkatan efisiensi dari sel surya organik ini yaitu penggunaan oligomer, yaitu sejumlah unit kecil dari monomer berbeda dengan polimer yang mengandung polimer yang tak terbatas, yang disintesis dilab Heliatek . Heliatek juga perusahaan pertama didunia yang menggunakan deposisi vakum oligomers pada temperature rendah untuk proses manufaktur roll-to-roll (gulungan substrat). Rekor sel surya ini menggunakan jenis tandem dimana menggunakan dua material berbeda sebagai penyerap cahaya dengan karakteristik peneyerapan panjang gelombang cahaya yang berbeda. Efisiensi tertinggi tersebut didapatkan dengan luas area sel surya sebesar 1.1 cm2, dan saat ini Heliatek sedang mengembangkan perluasan teknologi ini ke tahap massal.

Generasi Teknologi Fotovotaik. Heliatek fokus pada pengembangan fotovoltaik generasi ketiga (Organik). (Gambar : Heliatek.com)

*Sumber : http://www.heliatek.com


Peneliti menggunakan nanotube karbon sebagai konduktor transparan untuk sel surya yang fleksibel dan lebih murah

Peneliti dari Northwestern University berhasil mengembangkan material nanotube karbon (carbon nanotube) transparan, yang dapat diaplikasikan sebagai konduktor transparan pada sistem sel surya. Material baru ini dapat memberikan alternatif terhadap teknologi yang ada sekarang, yang menggunakan material yang tidak fleksibel secara mekanik dan bergantung kepada bahan mineral yang relatif jarang.

Karena melimpahnya material karbon dibumi, carbon nanotube mempunyai potensi untuk meningkatkan keberlanjutan jangka panjang penggunaan energi surya dengan harganya yang relatif murah, sejalan dengan penggunaan teknologi sel surya yang semakin meningkat. Selain itu, fleksibilitas dari material tersebut memungkinkan pengaplikasian pada bahan pakaian, yang menyediakan suplai energi secara portable untuk barang-barang elektronik pribadi maupun militer.

Penelitian ini dipimpin oleh Mark C. Hersam, professor material science dan engineering dan professor kimia, yang berkolaborasi dengan professor-professor lain di Northwestern University., dan dipublish di edisi terbaru jurnal Advanced Energy Materials, jurnal baru yang menspesialisasikan dalam sains mengenai material yang dipakai dalam aplikasi energi.

Cover edisi terbaru jurnal Advanced Energy Materials yang memuat berbagai variasi carbon nanotube dalam larutan untuk aplikasi sebagai konduktor transparan. (Gambar : jurnal Advanced Energy Materials) 

Sel surya terdiri dari beberapa lapisan, termasuk bagian konduktor transparan yang memungkinkan cahaya masuk ke sel dan juga melewatkan arus listrik. Agar kedua fungsi tersebut bisa berjalan, material konduktor harus konduktif terhadap arus listrik dan juga transparan. Saat ini hanya sedikit material yang mempunyai kedua fungsi tersebut.

Saat ini, indium tin oxide (ITO) atau oksida indium timah adalah material dominan untuk aplikasi konduktor transparan, namun ITO mempunyai dua potensi hambatan. Indium tin oxide secara mekanik tidak elastis, yang menjadi hambatan untuk aplikasi yang membutuhkan fleksibilitas mekanik. Selain itu, indium tin oxide mengandung elemen indium yang relatif jarang, sehingga dengan meningkatnya penggunaan sel surya skala besar akan mendorong kenaikan juga harga indium.

“Jika teknologi sel surya akan benar-benar meluas, seperti yang diharapkan semua orang, kita akan menghadapi krisis dalam suplai indium”, ungkap Hersam. “Ada keinginan besar untuk mencari material, khusunya elemen yang melimpah dialam seperti karbon, yang dapat mengganti peran indium di teknologi sel surya.”

Tim peneliti tersebut berhasil membuat material alternatif dari indium tin oxide menggunakan single-walled carbon nanotubes, ikatan karbon berbentuk silinder berongga yang mempunyai diameter hanya satu nanometer. Karateristik nanotube bervariasi bergantung pada diameter dan sudut chiral-nya, sudut yang mendefinisikan susunan dari atom-atom karbon sepanjang nanotube. Karakteristik tersebut menentukan dua tipe dari nanotube: metallic dan semkonduktor.

Peneliti menemukan bahwa metallic nanotube 50 kali lebih efisien dibandingkan tipe semikonduktornya ketika digunakan sebagai konduktor transparan pada sel surya organik.

Karena carbon nanotube juga fleksibel, berbeda dengan indium tin oxide, penemuan ini dapat membuka jalan untuk aplikasi luas sel surya. Sebagai contoh, dalam bidang militer memungkinkan untuk penggunaan sel surya fleksibel ke tenda-tenda militer untuk menyediakan energi dari matahari, atau juga ke pakaian, tas, atau barang-barang pakai lainnya.

“Dengan struktur yang fleksibel ini, lebih mudah untuk membayangkan pengintegrasian teknologi surya ke kehidupan sehari-hari, dibandingkan membawa sel surya yang besar, tidak fleksibel,” ujar Hersam.

*Sumber : website Northwestern University dan Science Daily

*Jurnal original : http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201190021/abstract;jsessionid=D916F4C124EC88380A8F94C9EFAB7471.d03t03

*Definisi dari istilah-istilah teknis diartikel ini bisa ditemukan di bar “Daftar istilah-istilah”.

Nanopartikel emas dapat meningkatkan efisiensi sel surya organik

Peneliti dari University of California-Los Angeles USA, Chinese Academy of Sciences-China, dan Yamagata University-Jepang berhasil menemukan bahwa dengan menggabungkan nanopartikel emas dan fotovoltaik organik dapat meningkatkan daya efisiensi sel surya secara signifikan berkat efek plasmonic.

Organik fotovoltaik lebih tipis dan mempunyai potensi untuk diproduksi dengan biaya yang lebih rendah dibandingkan sel surya konvensional berbahan silikon. Namun, penggunaannya secara luas masih terhalang salah satunya dengan daya efisiensinya yang masih lebih rendah.

                                              Struktur fotovoltaik tandem polimer (Sumber : ACS Nano)

Kolaborasi peneliti yang dipimpin oleh Prof. Yang Yang dari UCLA yang juga adalah direktur dari Nano Renewable Energy Center di California Nanosystem Institute UCLA mencoba memasukan nanopartikel emas diantara dua sel surya polimer dengan struktur seperti sandwich sehingga membentuk struktur sel surya tandem yang merupakan gabungan dua sel surya. Lapisan nanopartikel emas mampu meningkatkan efisiensi konversi sampai sebesar 20% dengan membentuk medan elektromagnetik yang kuat  didalam lapisan fotovoltaik organik melalui efek plasmonic. Efek plasmonic menyebabkan cahaya terkonsentrasi sehingga lebih banyak cahaya yang terabsorb oleh lapisan fotovoltaik organik.

Peningkatan efisiensi dari 5.22% menjadi 6.24% untuk sel surya tandem polimer berhasil dicapai hanya dengan menyisipkan lapisan nanopartikel emas diantara dua sel surya polimer. Struktur berlapis tersebut dapat diaplikasikan ke berbagai jenis polimer, membuka potensi untuk tercapainya sel surya multi-layer berefisiensi tinggi.

*Sumber : diterjemahkan bebas dari http://www.solarnovus.com/index.php?option=com_content&view=article&id=3354:gold-nanoparticles-increase-polymer-tandem-solar-cell-efficiency&catid=52:applications-tech-research&Itemid=247                                                     

**Jurnal original :http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/nn202144b

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

Bergabunglah dengan 737 pengikut lainnya.

%d bloggers like this: