Peneliti Denmark melaporkan bahwa perawatan sel surya organik berbasis akseptor non-fullerene dengan vitamin C memberikan aktivitas antioksidan yang meringankan proses degradasi yang timbul akibat paparan panas, cahaya, dan oksigen. Sel tersebut mencapai efisiensi konversi daya sebesar 9,97%, tegangan sirkuit terbuka sebesar 0,69 V, kerapatan arus hubung singkat sebesar 21,57 mA/cm2, dan faktor pengisian sebesar 66%.
Sebuah tim peneliti dari Universitas Denmark Selatan (SDU) berusaha menyamai kemajuan yang dicapai dalam efisiensi konversi daya untuk sel surya organik (OPV) yang dibuat denganakseptor non-fullerene (NFA)bahan dengan peningkatan stabilitas.
Tim memilih asam askorbat, yang umum dikenal sebagai vitamin C, dan menggunakannya sebagai lapisan pasivasi antara lapisan transpor elektron (ETL) seng oksida (ZnO) dan lapisan fotoaktif dalam sel OPV NFA yang dibuat dengan tumpukan lapisan perangkat terbalik dan polimer semikonduktor (PBDB-T:IT-4F).
Para ilmuwan membangun sel dengan lapisan indium timah oksida (ITO), ZnO ETL, lapisan vitamin C, penyerap PBDB-T:IT-4F, lapisan selektif pembawa molibdenum oksida (MoOx), dan kontak logam perak (Ag).
Kelompok tersebut menemukan bahwa asam askorbat menghasilkan efek fotostabilisasi, dan melaporkan bahwa aktivitas antioksidan mengurangi proses degradasi yang timbul akibat paparan oksigen, cahaya, dan panas. Pengujian, seperti penyerapan ultraviolet-tampak, spektroskopi impedansi, pengukuran tegangan dan arus yang bergantung pada cahaya, juga mengungkapkan bahwa vitamin C mengurangi pemutihan foto molekul NFA dan menekan rekombinasi muatan, catat penelitian tersebut.
Analisis mereka menunjukkan bahwa, setelah 96 jam fotodegradasi terus-menerus di bawah 1 Matahari, perangkat terkapsul yang mengandung lapisan vitamin C mempertahankan 62% dari nilai aslinya, sedangkan perangkat referensi hanya mempertahankan 36%.
Hasilnya juga menunjukkan bahwa peningkatan stabilitas tidak mengorbankan efisiensi. Perangkat juara mencapai efisiensi konversi daya sebesar 9,97%, tegangan sirkuit terbuka sebesar 0,69 V, kerapatan arus hubung singkat sebesar 21,57 mA/cm2, dan faktor pengisian sebesar 66%. Perangkat referensi yang tidak mengandung vitamin C, menunjukkan efisiensi sebesar 9,85%, tegangan sirkuit terbuka sebesar 0,68 V, arus hubung singkat sebesar 21,02 mA/cm2, dan faktor pengisian sebesar 68%.
Ketika ditanya tentang potensi komersialisasi dan skalabilitas, Vida Engmann yang memimpin sebuah kelompok diPusat Fotovoltaik Canggih dan Perangkat Energi Lapisan Tipis (SDU CAPE), mengatakan kepada majalah pv, “Perangkat kami dalam percobaan ini berukuran 2,8 mm2 dan 6,6 mm2, tetapi dapat ditingkatkan skalanya di laboratorium roll-to-roll kami di SDU CAPE, tempat kami secara rutin membuat modul OPV juga.”
Ia menekankan bahwa metode produksi dapat ditingkatkan, dengan menunjukkan bahwa lapisan antarmuka adalah “senyawa murah yang larut dalam pelarut biasa, sehingga dapat digunakan dalam proses pelapisan rol-ke-rol seperti lapisan lainnya” dalam sel OPV.
Engmann melihat potensi aditif di luar OPV dalam teknologi sel generasi ketiga lainnya, seperti sel surya perovskit dan sel surya peka zat warna (DSSC). “Teknologi berbasis semikonduktor organik/hibrida lainnya, seperti DSSC dan sel surya perovskit, memiliki masalah stabilitas yang sama seperti sel surya organik, jadi ada kemungkinan besar mereka dapat berkontribusi untuk memecahkan masalah stabilitas dalam teknologi ini juga,” ungkapnya.
Sel disajikan dalam makalah “Vitamin C untuk Sel Surya Organik Berbasis Akseptor Non-fullerene yang Foto-Stabil,” diterbitkan diAntarmuka Material Terapan ACS.Penulis pertama makalah ini adalah Sambathkumar Balasubramanian dari SDU CAPE. Tim tersebut mencakup peneliti dari SDU dan Universitas Rey Juan Carlos.
Ke depannya, tim tersebut berencana untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai pendekatan stabilisasi menggunakan antioksidan yang terdapat di alam. "Di masa mendatang, kami akan terus melakukan penelitian ke arah ini," kata Engmann mengacu pada penelitian yang menjanjikan mengenai kelas antioksidan baru.
Waktu posting: 10-Jul-2023