Para ilmuwan beralih ke bawang merah untuk meningkatkan sel surya – dan itu bisa membuat tenaga surya lebih berkelanjutan

Pewarna bawang merah bisa menjadi bahan yang hilang yang diperlukan untuk meningkatkan perlindungan ultraviolet (UV) untuk sel surya, kata para ilmuwan.
Sel surya biasanya dilapisi dengan film berbasis minyak bumi untuk melindunginya dari degradasi yang diinduksi UV. Film-film ini termasuk bahan berbasis minyak seperti polivinil fluoride (PVF) dan polyethylene terephthalate (PET).
Dalam pencarian untuk mendorong adopsi film yang terbuat dari bahan yang lebih berkelanjutan, berbasis biologis, nanoselulosa telah muncul sebagai pelopor. Nanoselulosa berasal dari bahan nabati dan diproduksi dengan memecah selulosa menjadi serat nano.
Para peneliti di balik penelitian baru ini menemukan bahwa menggabungkan nanoselulosa dengan pewarna yang terbuat dari ekstrak kulit bawang merah memberikan “perlindungan UV yang sangat efektif.” Tim menerbitkan temuannya 24 Februari di jurnal ACS bahan optik yang diterapkan.
Studi ini mencatat bahwa film pelindung yang terbuat dari bahan ini menghilangkan 99,9% radiasi UV, hingga panjang gelombang 400 nanometer. Khususnya, filter ini juga mengungguli filter UV berbasis PET komersial yang saat ini tersedia di pasaran.
Ini merupakan “opsi yang menjanjikan dalam aplikasi di mana bahan pelindung harus berbasis bio,” Rustem Nizamovseorang peneliti doktoral di Universitas Turku di Finlandia, mengatakan dalam a penyataan.
Trade-off vital
Dalam penelitian ini, para peneliti membandingkan daya tahan empat film pelindung yang terbuat dari nanofibers selulosa. Ini beragam diperlakukan dengan ekstrak bawang ed, lignin – polimer yang ditemukan di dinding beberapa sel tanaman – dan ion besi.
Sementara semua ini memberikan perlindungan yang memadai terhadap radiasi UV, opsi pewarna bawang merah muncul sebagai yang paling efektif.
Sel surya menghadapi trade-off kritis, dengan radiasi UV di bawah 400 nm terbukti berbahaya, penelitian ini mencatat. Namun, transmisi cahaya yang terlihat – panjang gelombang antara 700 dan 1.200 nm – sangat penting dalam memungkinkan sel untuk mengubah radiasi menjadi listrik.
Dengan mengingat hal ini, pengembangan bahan yang keduanya melindungi sel surya dan memfasilitasi penyerapan energi adalah kuncinya. Lignin, misalnya, memiliki warna coklat gelap, yang “membatasi penggunaannya dalam film transparan,” menurut pernyataan itu.
“Transmitansi film yang mengandung lignin ini biasanya 50% antara 400 dan 600 nm dan paling banyak 85% di atas 600 nm,” tambah para peneliti.
Sebagai perbandingan, film nanoselulosa yang diobati dengan pewarna bawang merah melebihi 80% transmisi cahaya pada panjang gelombang yang lebih panjang (antara 650 dan 1.100 nm) dan mempertahankan kinerja di seluruh periode pengujian yang diperluas.
Periode pengujian ini menilai daya tahan dan kinerja filter dengan menempatkannya di bawah cahaya buatan selama 1.000 jam – setara dengan sekitar satu tahun sinar matahari di iklim Eropa tengah. Nizamov mencatat bahwa periode pemeriksaan ini “menekankan pentingnya” pengujian jangka panjang untuk filter UV. “Perlindungan UV dan transmisi cahaya dari filter berbasis bio lainnya berubah secara signifikan dari waktu ke waktu,” katanya. “Misalnya, film -film yang diobati dengan ion besi memiliki transmitansi awal yang baik yang berkurang setelah penuaan.”
Nizamov mengatakan bahwa penelitian ini memiliki implikasi luas untuk berbagai sel surya, khususnya Perovskite dan fotovoltaik organik, serta di industri lain di mana penggunaan filter berbasis bio diperlukan.
Ini dapat mencakup pengemasan makanan, misalnya, di mana sel surya yang dapat terurai dapat digunakan sebagai sumber daya untuk sensor di lingkungan steril.