Mengembangkan Elektroda Transparan Baru Yang Meningkatkan Efisiensi Sel Surya

Para ilmuwan menemukan menggunakan lapisan biji kromium memungkinkan mereka untuk menumbuhkan lapisan emas ultramineral yang berfungsi sebagai elektroda transparan dengan konduktivitas yang baik untuk sel surya perovskit. Kredit: Penn State

Sebuah tim ilmuwan internasional telah mengembangkan elektroda logam ultraminasi baru yang memungkinkan para peneliti membuat sel surya perovskit semi transparan yang sangat efisien dan dapat dikombinasikan dengan sel silikon tradisional untuk meningkatkan kinerja kedua perangkat secara signifikan. Penelitian ini merupakan langkah menuju pengembangan sel surya yang benar-benar transparan.

“Sel surya transparan suatu hari nanti dapat menemukan tempat di ambang jendela di rumah dan gedung perkantoran, menghasilkan listrik dari sinar matahari yang jika tidak akan terbuang percuma,” kata Kai Wang, asisten profesor penelitian di bidang ilmu dan teknik material di Penn. State dan rekan penulis dari penelitian ini. “Ini adalah langkah besar – kami akhirnya berhasil membuat sel surya semi-transparan yang efisien.”

Sel surya tradisional terbuat dari silikon, tetapi para ilmuwan percaya bahwa mereka mendekati batas teknologi yang sedang dilakukan untuk membuat sel surya yang semakin efisien. Sel perovskit menawarkan alternatif yang menjanjikan dan menumpuknya di atas sel tradisional dapat menciptakan perangkat tandem yang lebih efisien, kata para ilmuwan.

“Kami telah menunjukkan bahwa kami dapat membuat elektroda dari lapisan emas yang sangat tipis, hampir seperti atom,” kata Shashank Priya, wakil presiden asosiasi untuk penelitian dan profesor ilmu dan teknik material di Penn State. “Jaring berlapis emas memiliki konduktivitas listrik yang tinggi dan pada saat yang sama tidak mengganggu kemampuan sel untuk menyerap sinar matahari.”

Sel surya perovskit yang dikembangkan oleh tim mencapai efisiensi 19,8%, sebuah rekor untuk sel semi transparan. Dan dikombinasikan dengan sel surya silikon tradisional, perangkat tandem mencapai efisiensi 28,3%, naik dari 23,3% dari sel silikon saja. Para ilmuwan melaporkan temuan mereka di jurnal Nano Energy.

“Peningkatan efisiensi 5% adalah raksasa,” kata Priya. “Ini pada dasarnya berarti bahwa ia mengubah sekitar 50 watt menjadi lebih banyak sinar matahari per meter persegi bahan sel surya. Sel surya dapat terdiri dari ribuan modul, sehingga menambah banyak listrik, dan ini merupakan kemajuan besar.”

Dalam penelitian sebelumnya, film emas ultra-tipis telah menjanjikan sebagai elektroda transparan dalam sel surya perovskit, tetapi masalah dalam menciptakan lapisan seragam telah menyebabkan konduktivitas yang buruk, kata para ilmuwan.

Tim menemukan bahwa kromium yang digunakan sebagai lapisan benih memungkinkan emas terbentuk di atas dalam lapisan ultra-tipis berkelanjutan dengan sifat konduktif yang baik.

“Biasanya, jika Anda menumbuhkan lapisan tipis sesuatu seperti emas, partikel nano akan berkumpul dan berkumpul seperti pulau-pulau kecil,” kata Dong Yang, asisten profesor penelitian di bidang ilmu dan teknik material di Penn State.. “Chromium memiliki energi permukaan yang besar yang menyediakan tempat yang baik bagi emas untuk tumbuh di atasnya, dan benar-benar memungkinkan emas membentuk lapisan tipis yang berkelanjutan.”

Sel surya perovskit terdiri dari lima lapisan dan bahan uji lainnya seperti elektroda transparan yang merusak atau merusak lapisan sel. Para ilmuwan mengatakan bahwa sel surya yang dibuat dengan elektroda emas stabil dan mempertahankan efisiensi tinggi dari waktu ke waktu dalam uji laboratorium.

“Kemajuan dalam konsep arsitektur sel tandem berdasarkan elektroda transparan menawarkan jalur yang efisien untuk transisi ke sel surya perovskit dan tandem,” kata Yang.

Referensi: “Sel surya tandem perovskit / silikon dengan efisiensi 28,3% untuk elektroda transparan yang optimal untuk sel atas semi-transparan dengan efisiensi tinggi” oleh Dong Yang, Xiaorong Zhang, Yuchen Hou, Kai Wang, Tao Ye, Jungjin Yoon, Congcong Wu, Mohan Sanghadasa , Shengzhong (Frank) Liu dan Shashank Priya, 27 Februari 2021, Energi Nano.
DOI: 10.1016 / j.nanoen.2021.105934

Berkontribusi pada penelitian ini dari Penn State adalah Tao Ye dan Jungjin Yoon, rekan postdoctoral; dan Yuchen Hou, seorang mahasiswa doktoral.

Xiaorong Zhang, Universitas Normal Shaanxi, Cina; Shengzhong Liu, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok; Congcong Wu, Universitas Hubei, Cina; dan Mohan Sanghadasa, Komandan Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat A.S., juga berkontribusi pada penelitian ini.

Kantor Penelitian Angkatan Laut, Dana Inovasi Cepat Angkatan Darat, dan Kantor Penelitian Ilmiah Angkatan Udara telah menyediakan dana untuk penelitian ini.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.