Inovasi Sel Surya Baru Memberikan Energi 1.000 Kali Lebih Banyak

Oleh Denie Kristiadi | Published 05-10-2021

DAFTAR ISI ARTIKEL

Pembangkit energi kristal feroelektrik dalam sel surya dapat ditingkatkan dengan faktor seribu, berkat inovasi baru yang melibatkan susunan lapisan bahan tipis, menurut pernyataan dari Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU).

CATATAN PENTING

      • Energi yang tak akan habis dimungkinkan dengan panel surya yang terbuat dari kristal feroelektrik, bukan silikon.
      • Feroelektrik berarti bahwa material memiliki muatan positif dan negatif yang terpisah secara spasial

Para peneliti dari MLU menemukan bahwa dengan menempatkan lapisan kristal barium titanat, strontium titanat, dan kalsium titanat secara bergantian, dapat meningkatkan efisiensi panel surya. Temuan ini dipublikasikan di jurnal Science Advances.

Materi Baru, Efisiensi Meningkat

Kebanyakan sel surya terbuat dari silikon karena biaya rendah dan efisiensi relatif; namun, batasan efisiensi material secara keseluruhan telah menyebabkan peneliti bereksperimen dengan material baru, termasuk kristal feroelektrik.

Salah satu keuntungan dari kristal feroelektrik adalah bahwa mereka tidak memerlukan sambungan pn, yang berarti tidak ada lapisan yang didoping secara positif dan negatif — seperti halnya sel surya silikon.

Namun, barium titanat murni, kristal feroelektrik yang diuji oleh para peneliti MLU, misalnya, menyerap sedikit sinar matahari. Bereksperimen dengan kombinasi bahan yang berbeda, para ilmuwan menemukan bahwa mereka dapat menggabungkan lapisan yang sangat tipis dari bahan yang berbeda untuk secara signifikan meningkatkan hasil energi matahari.

"Yang penting di sini adalah bahan feroelektrik diselingi dengan bahan paraelektrik. Meskipun yang terakhir tidak memiliki muatan yang terpisah, itu bisa menjadi feroelektrik dalam kondisi tertentu, misalnya pada suhu rendah atau ketika struktur kimianya sedikit dimodifikasi," kata Dr. Akash Bhatnagar, dari Pusat Kompetensi Inovasi MLU SiLi-nano, menjelaskan dalam siaran pers MLU.

Lonjakan Daya Berlapis

Bhatnagar dan timnya menanamkan barium titanat antara strontium titanat dan kalsium titanat dengan menguapkan kristal dan laser berdaya tinggi dan meletakkannya kembali pada substrat pembawa. Bahan yang dihasilkan terdiri dari 500 lapisan dengan ketebalan 200 nanometer.

Para peneliti menemukan bahwa bahan berlapis mereka memungkinkan aliran arus 1.000 kali lebih kuat daripada yang diukur dalam barium titanat murni dengan ketebalan yang setara.

"Interaksi antara lapisan kisi tampaknya mengarah ke permitivitas yang jauh lebih tinggi - dengan kata lain, elektron dapat mengalir lebih mudah karena eksitasi oleh foton cahaya," jelas Bhatnagar.

Tim juga menunjukkan bahwa pengukuran tetap hampir konstan selama periode enam bulan, yang berarti material tersebut mungkin cukup kuat untuk aplikasi komersial. Selanjutnya, mereka akan terus meneliti penyebab pasti dari efek fotolistrik pada bahan berlapis, dengan tujuan untuk penyebaran pada skala massal.

Pekerjaan mereka menjanjikan untuk menjadi bagian dari revolusi potensial dalam bahan feroelektrik, dengan kemungkinan aplikasi dalam memori komputer, kapasitor, dan perangkat elektronik lainnya.



Kategori

Edukasi

Berita Terkini