Inovasi Terbaru dari Jepang: Sel Surya Organik yang Fleksibel dan Tahan Air

Para peneliti dari RIKEN Center for Emergent Matter Science dan tim telah mengembangkan film fotovoltaik organik yang tahan air dan fleksibel, memungkinkan sel surya dipasang pada pakaian dan masih berfungsi dengan baik setelah terkena hujan atau bahkan dicuci.

blank

Para peneliti dari RIKEN Center for Emergent Matter Science Jepang dan tim telah mengembangkan film fotovoltaik organik yang tahan air dan fleksibel, memungkinkan sel surya dipasang pada pakaian dan masih berfungsi dengan baik setelah terkena hujan atau bahkan dicuci.

Salah satu penggunaan potensial fotovoltaik organik adalah untuk menciptakan alat elektronik yang dapat dipakai—perangkat yang dapat dipasang pada pakaian yang dapat memantau perangkat medis, misalnya, tanpa perlu mengganti baterai. Namun, tim peneliti kesulitan untuk mendapatkan alat yang tahan air tanpa menggunakan lapisan tambahan yang pada akhirnya mengurangi fleksibilitas film.

Saat ini, dalam artikel ilmiah yang dipublikasikan di Nature Communications, tim ilmuwan RIKEN Jepang telah berhasil menghadapi tantangan tersebut. Film fotovoltaik biasanya terbuat dari beberapa lapisan. Ada lapisan aktif, yang menangkap energi dari panjang gelombang tertentu dari sinar matahari, dan menggunakan energi ini untuk memisahkan elektron dan “lubang elektron” menjadi katoda dan anoda. Elektron dan lubang kemudian dapat bersatu kembali melalui sirkuit, menghasilkan listrik.

Pada perangkat sebelumnya, lapisan yang mengangkut lubang elektron umumnya dibuat secara berurutan dengan lapisan. Namun, untuk penelitian terbaru RIKEN, tim peneliti menempatkan lapisan anoda, dalam hal ini elektroda perak, langsung ke atas lapisan aktif, menciptakan daya rekat yang lebih baik antara lapisan-lapisan tersebut. Mereka menggunakan proses anilin termal, mengekspos film ke udara pada suhu 85oC selama 24 jam.

Pertama, peneliti merendam film sepenuhnya dalam air selama empat jam dan menemukan bahwa film masih mempertahankan 89 persen kinerja awalnya. Kemudian mereka menguji film melalui pengujian peregangan sebesar 30 persen 300 kali di bawah air, dan menemukan bahwa film tersebut masih mempertahankan 96 persen kinerjanya. Sebagai pengujian terakhir, peneliti menjalankannya melalui siklus mesin cuci, dan film memberikan hasil yang memuaskan, sesuatu yang belum pernah dicapai sebelumnya.

Dengan meningkatkan stabilitas perangkat di area lain, seperti paparan udara, cahaya yang kuat, dan tekanan mekanis, tim berencana untuk lebih mengembangkan sel surya organik ultratipis kami agar dapat digunakan untuk perangkat yang benar-benar praktis untuk dipakai.

blank
Analisis struktur, karakteristik, dan mekanisme sel surya organik tahan air.

Selain RIKEN CEMS, anggota kelompok penelitian berasal dari University of Tokyo dan Huazhong University of Science and Technology di China.

Referensi:

[1] https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/pr/2024/20240201_4/index.html diakses pada 30 Maret 2024

[2] Sixing Xiong, Kenjiro Fukuda, Kyohei Nakano, Shinyoung Lee, Yutaro Sumi, Masahito Takakuwa, Daishi Inoue, Daisuke Hashizume, Baocai Du, Tomoyuki Yokota, Yinhua Zhou, Keisuke Tajima, Takao Someya. Waterproof and ultraflexible organic photovoltaics with improved interface adhesionNature Communications, 2024; 15 (1) DOI: 10.1038/s41467-024-44878-z

Tinggalkan Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *