Para peneliti dari Florida State University telah menggunakan pigmen organik industri berbiaya rendah yang disebut quinacridone (QA) sebagai materi passivasi permukaan dalam sel surya perovskit untuk meningkatkan stabilitas dan efisiensinya.

Penelitian ini menentukan bahwa QA, yang banyak digunakan sebagai pigmen organik industri untuk cat merah dan kosmetik, tahan udara, tidak beracun, dan hanya dapat dibeli dengan harga sekitar $0,50/kg. Struktur supermolekuler pigmen memberikan sifat fisikokimia yang baik, termasuk stabilitas tinggi terhadap cahaya dan panas serta mobilitas pembawa muatan daya yang sangat baik.

Pigmen diaplikasikan pada film tipis halida methylammonium lead iodine (MAPbI3) melalui proses spin-coating-annealing. “Sel surya memiliki efisiensi 18,9% tanpa lapisan pigmen,” kata rekan penulis penelitian Biwu Ma. “Dengan pigmen, angka itu naik menjadi 21,1%.”

Selain itu, sel surya tersebut mampu mempertahankan 90% efisiensi awal setelah 1.000 jam dalam kondisi pencahayaan ambien berkat lapisan pigmen baru. “Menambahkan lapisan pigmen yang tidak dapat larut melalui pemrosesan yang mudah dan pemanasan anil juga membuat sel menjadi hidrofobik, yang berarti air tidak dapat bertahan di permukaan,” jelas para peneliti. "Tingkat energi lapisan QA memungkinkan kaskade, transfer lubang terarah dari perovskit ke lapisan transpor lubang sambil menghambat transfer elektron, yang masing-masing meningkatkan efisiensi ekstraksi lubang dan menurunkan rekombinasi muatan."

Hidrofobisitas memainkan peran penting atas stabilitas tinggi dari lapisan tipis dan sel surya itu sendiri. “Penelitian ini menunjukkan passivasi permukaan film tipis perovskit halida oleh pigmen dengan kelarutan rendah merupakan solusi yang menjanjikan untuk mengatasi masalah stabilitas jangka panjang sel surya perovskit,” para akademisi menyimpulkan.

Pigmen dan proses pelapisan dijelaskan dalam makalah Sel Surya Perovskit Sangat Efisien dan Stabil yang Diaktifkan oleh Lapisan Pigmen Organik Industri Berbiaya Rendah, yang diterbitkan di Angewandte Chemie.

Sumber: pv-magazine.com