Elektrolit Untuk Sel Solar Berbasis Zat Warna
Kata Kunci: dioksida, rintangan, solar, titanium
Para peneliti telah selangkah ke depan dalam mengatasi salah satu kunci rintangan dalam mengembangkan sel solar berbiaya murah berbasis zat warna yang dilapisi titanium dioksida.
Dye-sensitised solar cells (DSCs) ditemukan oleh Michael Grätzel dan Brian O’Regan 20 tahun lalu, dan meliputi suatu film tipis dari titanium dioksida yang dilapisi dengan zat warna berbasis ruthenium, dalam hubungannya dengan elektrolit redox.
Sel solar berbasis zat warna dapat menawarkan suatu alternative yang sangat murah terhadap photovoltaic berbasis silikon
Para peneliti telah selangkah ke depan dalam mengatasi salah satu kunci rintangan dalam mengembangkan sel solar berbiaya murah berbasis zat warna yang dilapisi titanium dioksida.Dye-sensitised solar cells (DSCs) ditemukan oleh Michael Grätzel dan Brian O’Regan 20 tahun lalu, dan meliputi suatu film tipis dari titanium dioksida yang dilapisi dengan zat warna berbasis ruthenium, dalam hubungannya dengan elektrolit redox.
Sel solar berbasis zat warna dapat menawarkan suatu alternative yang sangat murah terhadap photovoltaic berbasis silikon
Saat sistem berbasis zat warna kurang efisien dalam mengubah energi solar ketimbang sel – sel photovoltaic yang terbuat dari silikon, kelihatannya mereka berubah menjadi sangat murah untuk diproduksi dan lebih serba guna pada sejumlah aplikasinya dimana membuat mereka mempunyai prospek komersil yang atraktif.
Ketika energi sinar memasuki sel, maka akan dilepaskan suatu electron dari zat warna tersebut, yang mana masuk kedalam TiO2 dan mendifusi suatu elektroda. Lalu, elektrolit ini mensuplai beberapa electron kembali pada zat warna untuk dihasilkan kembali. Maka dari itu, dengan menemukan suatu elektrolit yang stabil telah membuktikan suatu tantangan yang signifikan.
Elektrolit yang paling efisien telah ditemukan sejauh ini yang didasarkan pada pasangan iodide/triiodide. Oleh karena itu, hal ini menyerap suatu proporsi sinar yang secara potensial berguna dan bersifat korosif terhadap kontak listrik berbasis perak, yang menyebabkan beberapa kesulitan dalam pembuatan suatu alat yang tahan lama dan canggih. Sejumlah system yang bebas iodide telah diselidiki, namun sel – sel tersebut secara signifikan mempunyai efisiensi yang paling rendah dalam mengubah sinar menjadi tenaga listrik.
Saat ini, sebuah tim yang dipimpin oleh Grätzel, yang berada pada Swiss Federal Institute of Technology di Lausanne, telah mendemonstrasikan suatu elektrolit baru berbasis pasangan redox disulfide/thiolate dengan menggunakan 5-mercapto-1-methyltetrazole. Beberapa sel yang menggunakan elektrolit ini menunjukkan mempunyai efisiensi tenaga konversi sebesar 6.4 persen dibawah kondisi pengujian iluminasi standar – dibandingkan dengan sistem berbasis iodide yang sama dan lebih tinggi dari pada sel – sel bebas iodide lainnya. Elektrolit ini menghidari permasalahan korosi yang dikaitkan dengan iodide dan telah meningkatkan properti optisnya.
‘Suatu efisiensi dari 6.4 persen yang diperoleh dibawah sinar matahari penuh menciptakan suatu suatu tolak ukur baru bagi iodide bebas DSCs,’ kata para peneliti, yang menambahkan bahwa pasangan redox baru ini ‘memberikan suatu jalur yang aktif dalam mengembangkan DSC yang efisien dengan properti atraktif dalam menskalakan dan aplikasi praktisnya’.
Neil Roberston, yang meneliti DSC pada University of Edinburgh di Inggris mengatakan, ‘Ini tentu saja suatu kemajuan yang sangat menjanjikian. Ini bukan saja untuk pertam kalinya bahwa beberapa alternative terhadap iodide telah dikembangkan, namun hal ini menunjukkan alternatif yang paling baik sebelumnya. Elektrolit ini merupakan permasalahan yang diketahui dalam pembuatan dan penggunaan jangka panjang dari sel – sel tersebut, sehingga hal ini sangatlah penting untuk mengalamatkan permasalahan tersbut bagi masa depan peralatan tersebut dan membuka aplikasi mereka lebih luas lagi.’
Ketika energi sinar memasuki sel, maka akan dilepaskan suatu electron dari zat warna tersebut, yang mana masuk kedalam TiO2 dan mendifusi suatu elektroda. Lalu, elektrolit ini mensuplai beberapa electron kembali pada zat warna untuk dihasilkan kembali. Maka dari itu, dengan menemukan suatu elektrolit yang stabil telah membuktikan suatu tantangan yang signifikan.
Elektrolit yang paling efisien telah ditemukan sejauh ini yang didasarkan pada pasangan iodide/triiodide. Oleh karena itu, hal ini menyerap suatu proporsi sinar yang secara potensial berguna dan bersifat korosif terhadap kontak listrik berbasis perak, yang menyebabkan beberapa kesulitan dalam pembuatan suatu alat yang tahan lama dan canggih. Sejumlah system yang bebas iodide telah diselidiki, namun sel – sel tersebut secara signifikan mempunyai efisiensi yang paling rendah dalam mengubah sinar menjadi tenaga listrik.
Saat ini, sebuah tim yang dipimpin oleh Grätzel, yang berada pada Swiss Federal Institute of Technology di Lausanne, telah mendemonstrasikan suatu elektrolit baru berbasis pasangan redox disulfide/thiolate dengan menggunakan 5-mercapto-1-methyltetrazole. Beberapa sel yang menggunakan elektrolit ini menunjukkan mempunyai efisiensi tenaga konversi sebesar 6.4 persen dibawah kondisi pengujian iluminasi standar – dibandingkan dengan sistem berbasis iodide yang sama dan lebih tinggi dari pada sel – sel bebas iodide lainnya. Elektrolit ini menghidari permasalahan korosi yang dikaitkan dengan iodide dan telah meningkatkan properti optisnya.
‘Suatu efisiensi dari 6.4 persen yang diperoleh dibawah sinar matahari penuh menciptakan suatu suatu tolak ukur baru bagi iodide bebas DSCs,’ kata para peneliti, yang menambahkan bahwa pasangan redox baru ini ‘memberikan suatu jalur yang aktif dalam mengembangkan DSC yang efisien dengan properti atraktif dalam menskalakan dan aplikasi praktisnya’.
Neil Roberston, yang meneliti DSC pada University of Edinburgh di Inggris mengatakan, ‘Ini tentu saja suatu kemajuan yang sangat menjanjikian. Ini bukan saja untuk pertam kalinya bahwa beberapa alternative terhadap iodide telah dikembangkan, namun hal ini menunjukkan alternatif yang paling baik sebelumnya. Elektrolit ini merupakan permasalahan yang diketahui dalam pembuatan dan penggunaan jangka panjang dari sel – sel tersebut, sehingga hal ini sangatlah penting untuk mengalamatkan permasalahan tersbut bagi masa depan peralatan tersebut dan membuka aplikasi mereka lebih luas lagi.’
Simon Hadlington
Referensi
M Wang et al., Nature Chem., 2010, DOI: 10.1038/nchem.610
