Sel surya Perovskite tanpa timbal (Pb)

Peneliti dari Northwestern University baru-baru ini melaporkan di jurnal Nature Photonics sel surya perovskite dengan mengganti timbal (Pb) pada CH3NH3PbI3 dengan Sn (tin) menjadi CH3NH3SnI3. Sel surya perovskite dengan menggunakan CH3NH3PbI3 telah mencapai efisiensi yang cukup tinggi sekitar 15%, dan dianggap sebagai  terobosan besar di bidang sel surya karena efisiensinya yang tinggi, metoda pembuatan yang relatif lebih murah dibanding jenis sel surya lain, dan juga karena efisiensi tersebut dicapai dalam waktu dua tahun sejak pertama kali sel surya jenis ini dilaporkan! Namun karena Pb digunakan sebagai komponen utama dalam perovskite, diperlukan material alternatif yang lebih aman untuk lingkungan. Dalam laporan ini, Sn digunakan untuk menggantikan Pb dalam struktur perovskite (struktur sel suryanya ditunjukkan digambar di bawah). Terjadi pergeseran energi band gap dari 1.55 eV pada CH3NH3PbI3 menjadi sekitar 1.3 eV pada CH3NH3SnI3 yang membuat spektrum cahaya yang terserap menjadi lebih luas. Sejauh ini efisiensi sel surya perovskite dengan menggunakan CH3NH3SnI3 mencapai 5.73%. Kita nantikan terobosan-terobosan selanjutnya dari jenis sel surya yang sedang hot ini..

 

Gambar SEM struktur sel surya perovskite pada penelitian ini. Sumber: Nature Photonics, DOI: 10.1038/nphoton.2014.82

*Sumber : http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2014.82.html#affil-auth

Terobosan baru dari sel surya perovskite – struktur planar juga bisa mencapai efisiensi 15%!

Terobosan baru kembali dihasilkan dari sel surya perovskite. Ternyata dengan melapiskan perovskite diatas lapisan TiO2 membentuk struktur planar konvensional yang umumnya digunakan di sel surya silikon dan juga thin film, efisiensi sel surya mampu mencapai lebih dari 15%.  Sebelumnya, peneliti-peneliti yang berkecimpung di riset sel surya perovskite menggunakan struktur sel surya yang mirip dengan dye-sensitized solar cell (DSSC), dimana material perovskite (CH3NH3PbI3-xClx) menempel di nanoporous TiO2 (https://teknologisurya.wordpress.com/2013/08/05/sel-surya-perovskite-primadona-baru-untuk-sel-surya-murah/ ).  Pada publikasi yang diterbitkan di jurnal Nature baru-baru ini, grup dari Universitas Oxford membuktikan bahwa struktur planar atau berlapis-lapis pun efisiensi sel surya perovskite bisa mencapai lebih daari 15%. (lihat gambar dibawah untuk struktur sel surya tersebut). Struktur konvensional tersebut bisa mempersimpel proses pembuatan sel surya perovskite secara umum dan dipercaya lebih menarik untuk aplikasi massal.

Gambar 1. Struktur sel surya perovskite planar (hak cipta: doi:10.1038/nature12509)

Sumber : http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12509.html

Sel surya Perovskite – primadona baru untuk sel surya murah

Baru-baru ini grup peneliti dari EPFL Swiss yang dipimpin Prof. Graetzel, inventor dari dye-sensitized solar cell (DSSC), mengumumkan bahwa mereka telah berhasil memfabrikasi sel surya modifikasi dari dye-sensitized solar cell yang berbahan utama material perovskite sebagai dye dengan efisiensi mencapai 15%. Lebih menariknya lagi, sel surya ini berjenis solid-state yang artinya tidak menggunakan elektrolit yang sebagaimana dipakai di DSSC kovensional, dan umumnya pemakaian cairan elektrolit ini menyebabkan stabilitas DSSC kurang baik dalam waktu yang lama. Sebagai pengganti elektrolit digunakan hole transporting material (HTM) dari bahan organik. Temuan mereka ini dipublikasikan di jurnal Nature http://www.nature.com/nature/journal/v499/n7458/full/nature12340.html .

Struktur Sel surya Perovskite (hak cipta: doi:10.1038/nature12340)

Seperti terlihat pada gambar diatas, dibandingkan dengan struktur DSSC konvensional, bagian-bagian yang berbeda yaitu di penggantian ruthenium-based dye dengan perovskite Ch3NH3PbI3 sebagai penyerap cahaya, elektrolit diganti dengan HTM untuk transport hole, dan TCO terlapis platina diganti dengan Au (emas) sebagai metal kontak dan juga kolektor dari hole. Dalam publikasinya, mereka juga menyebutkan bahwa sels surya ini mempunyai stabilitas yang cukup baik. Setelah iluminasi dengan solar simulator pada temperatur 45C selama 500 jam, drop efisiensi yang terjadi sebesar 20%. Mari kita ikuti bagaimana perkembangan sel surya perovskite ini, apakah dalam waktu dekat ini akan bisa masuk ke pasar komersil. Namun sebelumnya haru dibuktikan dulu dengan performansi yang tidak jauh berbeda apabila dibuat dalam skala modul.

Sumber: http://www.nature.com/nature/journal/v499/n7458/full/nature12340.html