Sel Surya Berbahan Baku “Padat”

Sel Surya Berbahan Baku “Padat” – Harga sel surya telah menurun selama beberapa dekade terakhir. Penurunan harga dari sel surya tersebut akan semakin didorong dengan adanya perkembangan pada sel surya yang menangkap cahaya dengan molekul pewarna (dye) yang dapat bertahan sampai lebih dari 20 tahun.
Kemajuan tersebut merupakan terobosan paling penting dalam perkembangan sel surya dalam beberapa tahun terakhir,” kata Thomas Mallouk, spesialis kimia di Pennsylvania State University, University Park, yang tidak terlibat dalam studi ini.
Delapan puluh persen pasar dari sel surya terbuat dari crystalline silicon wafers, yang dapat mengkonversi sekitar 20% energi sinar matahari menjadi energi listrik. Sisanya yakni sel surya yang terbuat dari  ”lapisan film tipis” yang terbuat dari paduan banyak sekali jenis materi semikonduktor  dan lebih murah, akan tetapi bahan-bahan tersebut bersifat beracun dan langka.
 Harga sel surya telah menurun selama beberapa dekade terakhir Sel Surya Berbahan Baku “Padat”
Dye-sensitized solar cells (DSSCs) konvensional yang menggunakan elektrolit cair (Foto: cheburek.net)
Sel surya jenis yang ketiga, pertama kali dikembangkan pada tahun 1991 oleh peneliti di Swiss. Sel surya ini merupakan yang paling murah dan 12% lebih efisien. Sel surya ini, dikenal dengan nama dye-sensitized solar cells (DSSCs), tersusun dari dari jutaan nanopartikel titanium dioksida padat yang masing-masing dilapisi dengan satu lapisan molekul pewarna (dye).Titanium dioksida kemudian “dimandikan” dalam cairan listrik konduktif yang mengandung ion mobile berjulukan elektrolit.

Ketika foton dari cahaya mengenai sel surya ini, cahaya akan mengaktifkan elektron  pada pewarna (dye). Elektron tersebut, kemudianakan segera melompat ke partikel titanium dioksida dan kemudian ke elektroda, dimana elektron tersebut memasuki sebuah sirkuit listrik untuk menunjukkan tenaga. Hal tersebut meninggalkan kekosongan elektron dalam molekul pewarna (dye), yang nantinya akan diisi oleh elektron yang tidak teraktifasi dari elektrolit, yang pada gilirannya akan diisi oleh elektron dari elektroda yang berlawanan.                  
Elektrolit cair konvensional sangat baik dalam menunjukkan elektron kepada molekul pewarna, tetapi cairan tersebut memiliki problem lain. Mereka sering bocor, keluar dari perangkat dan biasanya mengandung senyawa yang menjadikan korosi pada logam elektroda. Untuk menyiasati problem tersebut, peneliti telah menyebarkan elektrolit padat yang tidak dapat bocor atau merusak komponen lainnya. Sayangnya, materi ini cenderung merupakan konduktor listrik yang buruk, dan hanya memiliki efisiensi sekitar 6 % saja.
 Harga sel surya telah menurun selama beberapa dekade terakhir Sel Surya Berbahan Baku “Padat”
Dye-sensitized solar cells (DSSCs) yang menggunakan elektrolit padat (Foto: Chung et al., Nature, 485)
Peneliti dari Northwestern University di Evanston, Illinois, berpikir bahwa mereka dapat berbuat lebih baik.  Mereka jadinya bekerja sama dengan kolega dari Northwestern University, Robert PH Chang, seorang ilmuwan material, untuk mencoba salah satu senyawa yang terdiri dari campuran  cesium, timah, dan yodium. Mereka melarutkan senyawa tersebut dalam pelarut organik dan menuangkannya pada dye pada dikala dilapisi dengan partikel titanium dioksida dalam DSSC. Mereka kemudian membiarkan pelarut menguap, sehingga memungkinkan kombinasi cesium-timah-iodin untuk mengkristal. Mereka melaporkan hasil penelitiannya online di Nature. Efisiensi perangkat yang mereka buat berada di atas 10%, dimana efisiensi tersbut dijadikan sebagai patokan minimum untuk dapat dikomersialkan.
Mallouk mengingatkan bahwa pekerjaan gres ini tidak akan mengubah pasar sel surya dalam semalam. Akan tetapi sel-sel pewarna gres yang solid, dapat membuka jalan gres untuk membuat perangkat surya yang lebih murah, efisien, dan tahan lama.
Referensi Jurnal :
In Chung et al., (2012). All-solid-state dye-sensitized solar cells with high efficiency. Nature 485, 486–489. doi: 10.1038/nature11067.
Artikel ini merupakan terjemahan dari materi yang disediakan oleh Science Mag. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.


Sumber http://www.nafiun.com/