Umum

Kunci untuk Mengubah Cahaya Secara Efisien Menjadi Listrik yang Ditemukan di Kristal


Dengan satu atau lain cara, para peneliti selalu bermain-main dengan cahaya. Dari fisikawan yang mencoba mengubahnya menjadi materi hingga ilmuwan yang menyimpannya sebagai suara, radiasi elektromagnetik ini memiliki banyak sifat yang dapat dieksploitasi dengan cara yang kreatif dan sangat berguna.

Sekarang, karya baru dari Univesity of Amsterdam (UA) dan Osaka University (OU) baru saja mengungkapkan penemuan penting terkait kristal perovskit yang mungkin saja menjadi kunci untuk mengubah cahaya menjadi listrik secara efisien. Penelitian yang dipimpin oleh Prof. Tom Gregorkiewicz (UA, OU) dan Prof. Yasufumi Fujiwara (OU) telah menemukan bahwa kristal memiliki sifat multiplikasi pembawa yang kuat, fakta yang sebelumnya tidak diketahui.

Sifat perkalian pembawa

Perovskit, ditemukan pada tahun 1839 oleh ahli mineralogi Jerman Gustav Rose dan dinamai menurut ahli mineralogi Rusia Count Lev Alekseevich Perovski, adalah mineral dengan jenis struktur kristal yang sama dengan kalsium titanium oksida (CaTiO3). Struktur ini dikenal sebagai struktur perovskit.

Bahan yang memiliki aplikasi adalah sel surya perovskit yang dikenal lebih disukai daripada silikon tradisional karena dapat diproduksi dengan teknik yang lebih sederhana dan lebih murah. Selain itu, efisiensi sel surya dari perangkat yang menggunakan perovskit telah meningkat secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir (3.8% pada tahun 2009 menjadi 22.7% pada akhir 2017 dalam arsitektur sambungan tunggal).

Dengan potensi menawarkan efisiensi yang sangat tinggi dikombinasikan dengan biaya produksi yang rendah, sel perovskit ini dianggap sebagai teknologi surya yang paling cepat berkembang hingga saat ini. Properti elektronik yang diinginkan juga telah melihatnya berguna dalam konstruksi LED, layar TV, dan bahkan laser.

Batas Shockley-Queisser

Meskipun telah dipelajari secara ekstensif pada tahun lalu oleh fisikawan, para peneliti belum menemukan kemampuan perkalian pembawa yang mengesankan ini. Sekarang, wahyu terikat untuk melihat batas Shockley-Queisser ditinjau kembali.

Batas ini, juga dikenal sebagai batas keseimbangan rinci, mengacu pada efisiensi teoritis maksimum sel surya (yaitu kemampuannya untuk mengubah cahaya menjadi tenaga listrik). Dalam sel surya biasa, ia terletak paling sedikit 30%.

Namun, dalam bahan yang menampilkan efek perkalian pembawa, batas itu telah dilampaui, dengan efisiensi hingga 44% tercapai. Pertanyaannya sekarang menjadi, apa yang bisa dicapai oleh perovskit?

Sejauh ini, studi spektroskopi yang dilakukan oleh para peneliti pada nanocrystals perovskit yang terbuat dari cesium, timbal, dan yodium telah menunjukkan bahwa "efisiensi efek ini lebih tinggi daripada yang dilaporkan sejauh ini untuk bahan lain." Studi ini selanjutnya didukung oleh ilmuwan material Chris de Weerd dan Leyre Gomez dari Bahan Optoelektronik serta staf dari Institut AIST Nasional di Tsukuba dan Universitas Teknik Delft.

De Weerd yang berhasil mempertahankan gelar Ph.D. tesis tentang ini dan penelitian lainnya, yakin bahwa penemuan ini akan membuka pintu baru bagi kristal. "Sampai sekarang, perkalian pembawa belum dilaporkan untuk perovskit," kata De Weerd dalam sebuah pernyataan.

"Yang kami temukan sekarang adalah dampak fundamental yang besar pada materi yang akan datang ini. Misalnya, ini menunjukkan bahwa perovskit dapat digunakan untuk membangun detektor fotodetektor yang sangat efisien, dan mungkin di masa depan mungkin sel surya," tambahnya.

Studi tersebut dipublikasikan di jurnal Komunikasi Alam.


Tonton videonya: Webinar - Virus Tumbuhan dan Variasi Genetiknya (Mungkin 2021).