Sumber: perovskite-info.com
Para peneliti dari Universitas Chongqing China, Akademi Ilmu Pengetahuan China (CAS) dan JA Solar Holdings Co., bersama dengan Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan Korea Selatan (UNIST) dan CTF Solar Jerman telah merancang sel surya perovskit berdasarkan biner lapisan transport lubang campuran (HTL) yang dilaporkan menawarkan kinerja yang lebih baik daripada HTL yang mengandalkan dopan higroskopis yang biasa digunakan.
Ilustrasi skematik struktur planar sel surya nip perovskite
Gambar: Akademi Ilmu Pengetahuan China, DeCarbon, Lisensi Creative Commons CC BY 4.0
Tim mencampur dua bahan transportasi lubang yang populer untuk membentuk HTL campuran biner, yang menunjukkan ketahanan kelembaban yang lebih baik. Hasilnya, PSC yang dilengkapi HTL campuran mencapai efisiensi konversi daya juara (PCE) hingga 24,3 persen dan stabilitas operasional yang unggul. Sel-sel tanpa enkapsulasi dapat mempertahankan efisiensi awal 90 persen setelah penyimpanan dalam kondisi gelap (30 persen RH) selama 1200 jam. Hasil ini menunjukkan bahwa HTL campuran seperti itu bisa menjadi strategi yang menjanjikan untuk memenuhi permintaan aplikasi fotovoltaik di masa depan dengan biaya rendah serta efisiensi dan stabilitas perangkat yang sangat baik.
Para ilmuwan membuat HTL dengan polimer Regioregular poly(3-hexylthiophene) (P3HT) dan Spiro-OMeTAD dalam konfigurasi biner campuran, yang mereka klaim menawarkan perlindungan yang lebih baik untuk penyerap perovskite yang digunakan dalam sel berkat hidrofobik dari P3HT. "P3HT tidak hanya menunjukkan tingkat keteraturan molekul yang lebih tinggi tetapi juga menunjukkan orientasi 'berhadapan langsung' preferensial, yaitu, molekul P3HT sejajar dengan substrat, yang memiliki efek positif yang signifikan pada sifat opto-elektronik dan mobilitas pembawa muatan, " mereka menjelaskan.
Tim membangun sel surya dengan substrat indium timah oksida (ITO), lapisan transpor elektron (ETL) timah(IV) oksida (SnO2), lapisan perovskit, lapisan penyangga HTL yang diusulkan, lapisan penyangga molibdenum oksida (MoOx), dan kontak logam emas (Au).
Para peneliti menguji kinerja beberapa sel surya yang dikembangkan dengan desain ini dan dengan area aktif 0.08 cm2 melalui simulator surya yang dilengkapi dengan lampu Xenon 450 W dan meteran sumber Keithley 2400 dalam kondisi iluminasi standar. Perangkat juara mencapai efisiensi konversi daya 24,30 persen dan efisiensi bersertifikat 24,22 persen. Itu juga mencapai tegangan sirkuit terbuka 1,18 V, kerapatan arus hubung singkat 24,94 mA cm-2, dan faktor pengisian 82,51 persen . Sel juga mampu mempertahankan 90 persen efisiensi awalnya setelah 1.200 jam penyimpanan di lingkungan sekitar yang gelap.
“Sebuah modifikasi sukses dari HTL Spiro-OMeTAD konvensional telah ditunjukkan dengan memasukkan P3HT polimer hidrofobik ke dalam film Spiro-OMeTAD untuk meningkatkan efisiensi dan stabilitas sel surya perovskite,” kelompok tersebut menyimpulkan. “Kami percaya bahwa strategi ini akan membuka jalan bagi pengembangan sel surya perovskit yang murah, efisien, dan stabil.”
