Hallo Chem-friend. Ada hal menarik yang harus kalian ketahui tentang energi terbarukan yang menarik lhoo. Yuk Simak artikel berikut ini!!!
Seperti yang kita ketahui bahwa kebutuhan penggunaan energi minyak bumi pada abad ke-21 sangatlah tinggi, namun hal ini tidak dapat dibiarkan. Hal ini dikarenakan minyak bumi merupakan sumber daya yang tidak dapat diperbaharui dan bisa habis di masa depan. Salah satu solusi untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan adanya teknologi yang menjanjikan yaitu sel surya perovskite. Sel surya perovskite menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi. Pada tahun 2009 sel surya perovskite diperkenalkan (Triyanto et al., 2023). Semenjak diperkenalkan, sel surya perovskite menarik masyarakat dengan potensi biaya yang rendah dan ramah lingkungan .
Perovskite terbuat dari campuran logam, anion, halide dan molekul organic kecil seperti metilamonium timbal iodide atau formamidinium timbal iodide (Zheng dkk, 2022). Sel surya perovskite merupakan jenis teknologi fotovoltaik generasi baru yang memanfaatkan bahan perovskite untuk menjadi lapisan penyerap Cahaya. Sel surya perovskite terdiri dari beberapa lapisan. Lapisan-lapisan pada solar cell perovskite terdiri dari ITO (Indium Timah Oksida) glass, ETL (Electron Transport Layer), lapisan perovskite, HTL (Hole Transport Layer), dan back elektroda (katoda). Adapun penjelasan lebih lanjut mengenai lapisan-lapisan pada solar cell perovskite sebagai berikut.
Lapisan-lapisan pada sel surya perovskite
- ITO (Indium Timah Oksida) glass.
ITO glass bersifat transparan dan konduktif yang digunakan sebagai substrat dasar lapisan. ITO berfungsi sebagai elektroda transparan (anoda) yang memungkinkan cahaya masuk ke dalam perangkat dan menghantarkan arus listrik. ITO penting untuk memaksimalkan penyerapan cahaya pada lapisan aktif perovskite.
- ETL (Electron Transport Layer)
ETL berfungsi untuk membawa elektron yang dihasilkan oleh lapisan perovskite menuju elektroda negatif. ETL juga berfungsi untuk mencegah hole menuju elektroda negatif, sehingga meminimalkan rekombinasi elektron-hole yang dapat menurunkan efisiensi perangkat. Bahan ETL yang umum digunakan ZnO, TiO2, dan SnO2 (Noman et al., 2024).
Lapisan Perovskite
Lapisan ini merupakan lapisan aktif utama dalam solar cell perovskite. Lapisan perovskite berfungsi untuk menyerap cahaya matahari dan mengkonversinya menjadi energi listrik. Bahan perovskite paling umum contohnya CH3NH3PbI3 (methylammonium lead iodide).
HTL (Hole Transport Layer)
HTL berfungsi untuk membawa hole yang dihasilkan perovskite menuju elektroda positif (anoda). HTL juga mencegah elektron masuk menuju elektroda positif, sehingga mengurangi rekombinasi dengan hole. Bahan HTL yang umum digunakan Spiro-OMeTAD, PEDOT dan CuSCN (Subudhi & Punetha, 2023).
Back Elektroda (Katoda)
Lapisan ini berfungsi sebagai katoda yang mengumpulkan elektron atau hole yang dihasilkan oleh lapisan perovskite dan menghantarkannya keluar dari sel surya untuk menghasilkan listrik. Bahan yang digunakan sebagai katoda biasanya logam konduktif seperti perak (Ag) dan emas (Au)
Wah sangat banyak yaa lapisan pembentuk sel surya perovskite!
Apakah kalian mengetahui bagaimana sel surya perovskite tersebut dibuat? Nah! dalam pembuatan sel surya perovskite terdapat langkah penting yang disebut sebagai proses annealing. Fungsi dari proses annealing yaitu untuk meningkatkan kualitas kristal, menghilangkan sisa pelarut dan memperbaiki struktur material. Proses ini dilakukan dengan melibatkan pemanasan pada suhu tertentu untuk terjadinya kristalisasi proses annealing dapat dilakukan dengan menggunakan metode LaMer. Berikut ini merupakan tahapannya.
Mekanisme Proses AnnealingÂ
Tahap supersaturasiÂ
Pada tahap ini prekursor perovskite diaplikasikan ke substrat dengan teknik spin coating. Ketika pelarut menguap, konsentrasi precursor meningkat hingga mencapai titik supersaturasi untuk memicu pembentukan kristal. Tahapan ini secara sistematis terdiri dari:
1. Proses penguapan precursor
2. Tahap mencapai titik supersaturasi (kondisi ketika konsentrasi prekursor melebihi batas kelarutan).
Tahap nukleasi cepat
Ketika sudah mencapai supersaturasi, nukleasi terjadi. Hal ini terjadi ketika precursor membentuk inti kristal kecil akibat ketidakstabilan larutan. Secara sistematis tahapan ini terdiri dari:
1. Proses terjadinya nukleasi
2. Pembentukan inti kristal
Tahap pertumbuhan kristal
Inti kristal kecil nantinya akan berkembang menjadi kristal besar selama proses annealing. Kemudian, menghasilkan lapisan perovskite yang lebih efisien dan meningkatkan performa sel surya
