Sel surya yang digunakan di power window memiliki umur 30 tahun

Energi matahari adalah bentuk energi termurah yang dihasilkan oleh umat manusia sejak Revolusi Industri. Dengan menggunakan perangkat ini di jendela, bangunan Anda menjadi pembangkit listrik.

Meskipun silikon masih menjadi raja efisiensi panel surya, silikon tidak transparan. Untuk panel surya ramah-jendela, para peneliti telah mengeksplorasi bahan organik atau berbasis karbon. Tantangan yang dihadapi tim Forrest adalah bagaimana mencegah bahan konversi cahaya organik yang sangat efisien agar tidak cepat terdegradasi saat digunakan.

Keuntungan dan kerugian dari bahan-bahan ini terletak pada molekul yang mengangkut elektron yang dihasilkan foto ke elektroda, titik masuk sirkuit yang menggunakan atau menyimpan energi matahari. Bahan-bahan ini sering disebut sebagai"reseptor non-fullerene" untuk membedakannya dari reseptor"fullerene" yang lebih kuat tetapi kurang efisien; terbuat dari karbon mesh skala nano. Sel surya yang terbuat dari akseptor non-fullerene yang didoping belerang dapat mencapai efisiensi 18% yang setara dengan silikon, tetapi masa pakainya tidak lama.

& quot;Reseptor non-fullerene memiliki efisiensi yang sangat tinggi, tetapi mengandung ikatan lemah yang mudah terdisosiasi di bawah foton energi tinggi, terutama foton ultraviolet [ultraviolet] yang umum di bawah sinar matahari," Asisten Peneliti Ilmuwan di Teknik Elektro dan Ilmu Komputer di Universitas Michigan Li Yongxi mengatakan. Penulis makalah Nature Communications.

Dengan mempelajari sifat terdegradasi dari sel surya yang tidak terlindungi itu, tim menyadari bahwa mereka hanya membutuhkan dukungan di beberapa tempat. Pertama, mereka perlu memblokir sinar ultraviolet. Untuk tujuan ini, mereka menambahkan lapisan seng oksida, bahan tabir surya yang umum, ke sisi kaca yang menghadap matahari.

Lapisan seng oksida yang lebih tipis di dekat area penyerap cahaya membantu menghantarkan elektron yang dihasilkan matahari ke elektroda. Sayangnya, itu juga menghancurkan penyerap cahaya yang rapuh, sehingga tim menambahkan lapisan bahan berbasis karbon yang disebut IC-SAM sebagai penyangga.

Selain itu, elektroda yang menarik&bermuatan positif quot;lubang" (pada dasarnya ruang yang dikosongkan oleh elektron) ke dalam rangkaian juga dapat bereaksi dengan peredam cahaya. Untuk melindungi sisi itu, mereka menambahkan lapisan penyangga lain, yaitu fullerene yang berbentuk seperti bola.

Tim kemudian menguji pertahanan baru mereka di bawah simulasi sinar matahari dari berbagai intensitas, dari cahaya khas 1 matahari hingga 27 matahari, dan suhu setinggi 150 derajat Fahrenheit. Dengan mempelajari bagaimana kinerja turun dalam kondisi ini, tim menyimpulkan bahwa sel surya masih dapat beroperasi pada efisiensi 80% setelah 30 tahun.

Forrest melihat masa depan perangkat ini"datang ke jendela di dekat Anda.&kutipan; Timnya telah meningkatkan transparansi modul menjadi 40%. Mereka percaya bahwa mereka dapat mendekati transparansi 60%.

Mereka juga bekerja untuk meningkatkan efisiensi dari 10% yang dicapai dalam modul tembus laporan menjadi mendekati 15% yang diyakini dapat dilakukan dengan transparansi tinggi. Karena bahannya dapat dibuat menjadi cair, biaya pembuatannya diharapkan relatif rendah.