Gadget rumah tangga Anda bisa segera bebas baterai-para ilmuwan membuat sel surya kecil yang dapat ditenagai oleh lampu dalam ruangan
Sejumlah perangkat pribadi dan rumah suatu hari dapat berfungsi bebas baterai setelah pengembangan teknologi surya baru yang memelopori.
Sel surya baru ini mampu memanen energi dari cahaya dalam ruangan. Para peneliti mengatakan penemuan ini memiliki aplikasi yang luas dan dapat memungkinkan konsumen untuk perangkat daya seperti keyboard, alarm dan sensor hanya menggunakan cahaya sekitar dalam ruangan.
Dalam penelitian ini, diterbitkan 30 April di jurnal Bahan fungsional canggihpara peneliti menggunakan perovskit untuk mengumpulkan cahaya dalam sel surya. Bahan ini sudah digunakan di sel surya lain dan menawarkan keunggulan berbeda untuk panel surya berbasis silikon tradisional. Secara khusus, perovskit menyerap cahaya yang lebih rendah, cahaya sekitar lebih efisien daripada metode tradisional, menurut penelitian, membuatnya ideal untuk penggunaan dalam ruangan.
Sel-sel perovskit baru para peneliti adalah enam kali lebih efisien daripada sel surya berbasis silikon, para peneliti menemukan.
Dalam jangka panjang, sel surya yang diturunkan perovskit mewakili alternatif yang lebih berkelanjutan dan hemat biaya untuk baterai, kata rekan penulis studi Mojtaba Abdi JalebiAssociate Professor dalam Bahan Energi di University College London 'Institute for Material Discovery.
“Miliaran perangkat yang membutuhkan sejumlah kecil energi bergantung pada penggantian baterai – praktik yang tidak berkelanjutan. Jumlah ini akan tumbuh saat Internet of Things meluas,” kata Jalebi dalam a penyataan.
“Saat ini, sel surya yang menangkap energi dari cahaya dalam ruangan mahal dan tidak efisien. Sel surya perovskite dalam ruangan kami yang direkayasa dapat memanen lebih banyak energi daripada sel komersial dan lebih tahan lama daripada prototipe lainnya. Ini membuka jalan bagi elektronik yang ditenagai oleh cahaya sekitar yang sudah ada dalam kehidupan kita.”
Tantangan komposisi perovskite
Perovskite sudah menjadi bahan populer untuk digunakan di panel surya, dengan manfaat yang ditandai dibandingkan dengan bahan berbasis silikon.
Namun, sementara aplikasinya menjanjikan, materi memang memiliki beberapa kelemahan mengenai stabilitas dan umur panjang.
Faktor kunci di sini terletak pada “perangkap” – cacat sangat kecil pada struktur kristal perovskite. Perangkap ini menyebabkan elektron terjebak dalam kelemahan kecil dan lekukan di dalam material, sehingga mencegah energi dimanfaatkan.
Terlebih lagi, sementara perangkap menghambat aliran listrik, mereka juga mempercepat degradasi material dari waktu ke waktu, karena aliran muatan non-linear melalui material.
Untuk mengatasi hal ini, para peneliti di balik penelitian baru ini menggunakan kombinasi bahan kimia untuk mengurangi volume cacat ini. Ini termasuk penerapan rubidium klorida, yang “mendorong pertumbuhan yang lebih homogen” kristal perovskit dan mengurangi kepadatan perangkap, kata perwakilan dalam pernyataan itu.
Dua bahan kimia lainnya-N, N-dimethyloctylammonium iodide (DMOAI) dan phenethylammonium chloride (pecl), keduanya garam organik amonium-juga diaplikasikan untuk menstabilkan dua jenis ion (iodida dan bromida) dan mencegahnya memisahkan. Ini membantu mengatasi masalah degradasi kinerja jangka panjang di sel surya, penelitian ini mencatat.
“Sel surya dengan cacat kecil ini seperti kue yang dipotong-potong. Melalui kombinasi strategi, kami telah menyatukan kembali kue ini, memungkinkan muatan untuk melewatinya dengan lebih mudah,” kata penulis studi siming Huang, seorang mahasiswa doktoral di UCL's Institute for Material Discovery.
Manfaat kinerja yang ditandai
Setelah mengatasi masalah perangkap, para peneliti menemukan sel surya mereka dikonversi 37,6% dari cahaya dalam ruangan menjadi listrik. Ini dicapai pada 1.000 lux, kata para peneliti, atau setara dengan “kantor yang cukup terang.”
Daya tahan jangka panjang juga membaik, penelitian ini menemukan, dengan sel surya mempertahankan 92% dari kinerja mereka selama 100 hari. Sebagai perbandingan, perangkat kontrol di mana perovskite belum diubah untuk menghilangkan kelemahan yang ditahan 76% dari kinerja awalnya.
Jalebi mengatakan tim sedang dalam diskusi dengan para pemangku kepentingan industri untuk “mengeksplorasi peningkatan strategi dan penyebaran komersial” sel surya perovskit.
“Keuntungan dari sel surya perovskit khususnya adalah bahwa mereka berbiaya rendah-mereka menggunakan bahan yang berlimpah di Bumi dan hanya membutuhkan pemrosesan sederhana. Mereka dapat dicetak dengan cara yang sama seperti koran,” kata Jalebi.
