Courtesy of InterestingEngineering

Material Baru Tingkatkan Efisiensi dan Ketahanan Sel Surya Perovskite

Mengembangkan lapisan pelindung 2D yang stabil dan kuat untuk sel surya perovskit 3D guna meningkatkan efisiensi dan daya tahan terhadap kondisi lingkungan.

14 Mei 2025, 23.13 WIB

127 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Pengembangan material baru ini dapat mempercepat komersialisasi sel surya perovskite.
Stabilitas sel surya perovskite meningkat dengan penggunaan formamidinium sebagai pelindung.
Efisiensi konversi energi dari sel surya ini mencapai lebih dari 25 persen, bersaing dengan teknologi surya lainnya.

Ithaca, New York, United States - Para ilmuwan di Cornell University berhasil mengembangkan material baru yang meningkatkan efisiensi sel surya perovskit hingga lebih dari 25 persen. Mereka menciptakan lapisan pelindung dua dimensi (2D) yang kuat dan tahan cuaca yang bekerja melindungi lapisan perovskit tiga dimensi (3D) yang rapuh di bawahnya.

Sel surya perovskit ini sangat menjanjikan karena ringan, murah, dan efisien, bahkan mampu mengungguli panel surya silikon tradisional. Namun masalah utamanya adalah perovskit mudah rusak oleh panas, kelembapan, dan paparan cahaya yang membuat penggunaannya terbatas secara komersial.

Peneliti menggunakan bahan formamidinium (FA) untuk lapisan pelindung 2D karena lebih stabil daripada methylammonium (MA) yang sebelumnya sering digunakan tapi cepat rusak. Tantangan utamanya adalah menyesuaikan struktur kristal agar lapisan 2D bisa terbentuk dengan stabil dan kuat pada perovskit 3D.

Dengan teknik lattice matching dan pemilihan ligan organik yang tepat, tim berhasil menciptakan lapisan 2D yang cukup fleksibel untuk menyesuaikan ukuran FA sehingga lapisan tersebut dapat melindungi sekaligus mempertahankan efisiensi konduktivitas listrik.

Pengujian menunjukkan bahwa sel surya dengan pelindung 2D-on-3D ini mampu bertahan lebih dari 50 hari pengujian penuaan dengan kehilangan performa hanya 5 persen. Ini menandai langkah besar menuju pengembangan sel surya perovskit yang tahan lama dan efisien di masa depan.

--------------------

Analisis Kami: Pendekatan inovatif dengan lattice matching dan pemilihan ligand yang cerdas sangat menjanjikan untuk mengatasi kelemahan utama perovskite. Jika terus dikembangkan, ini bisa menjadi terobosan teknologi yang merevolusi industri tenaga surya dengan solusi yang lebih ringan dan efisien dibanding silikon.

--------------------

Analisis Ahli:

Qiuming Yu: Memahami struktur molekuler dan strategi pemilihan ligand dapat mempercepat kemajuan perovskite dengan cara yang sebelumnya tidak pernah dicapai.

Shripathi Ramakrishnan: Pengaturan tekanan internal dalam material perovskite sangat penting untuk stabilitas dan efisiensi jangka panjang yang belum pernah berhasil dilakukan dengan MA.

--------------------

What's Next: Teknologi baru ini berpotensi mempercepat komersialisasi panel surya perovskite yang lebih efisien dan tahan lama, memacu adopsi luas energi terbarukan berbasis perovskite.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/tough-solar-cell-hits-25-efficiency

Pertanyaan Terkait

Apa yang telah dikembangkan oleh tim ilmuwan di Cornell University?

Tim ilmuwan di Cornell University telah mengembangkan material baru yang meningkatkan daya tahan dan kinerja sel surya perovskite, dengan efisiensi konversi lebih dari 25 persen.

Mengapa perovskite surya mengalami masalah dalam komersialisasi?

Perovskite surya mengalami masalah dalam komersialisasi karena rentannya terhadap panas, kelembapan, dan cahaya.

Apa solusi yang digunakan untuk meningkatkan stabilitas sel surya perovskite?

Solusi yang digunakan untuk meningkatkan stabilitas sel surya perovskite adalah dengan menggunakan formamidinium sebagai pelindung, yang lebih stabil dibandingkan dengan komponen sebelumnya, methylammonium.

Bagaimana cara kerja struktur hibrida 2D dan 3D dalam sel surya?

Struktur hibrida 2D berfungsi sebagai pelindung bagi perovskite 3D di bawahnya, dengan menciptakan lapisan yang seimbang antara konduktivitas dan stabilitas.

Apa hasil dari pengujian sel surya baru ini?

Pengujian menunjukkan bahwa sel surya baru ini mencapai efisiensi konversi daya sebesar 25,3 persen dan kehilangan hanya 5 persen kinerja setelah hampir 50 hari pengujian.