Ya, pigmen organik dapat digunakan dalam sel surya perovskit dengan biaya lebih rendah. Berikut adalah analisis berdasarkan hasil penelitian yang tersedia:
1. Pigmen Organik Berbiaya Rendah (Contoh: Quinacridone)
- Biaya Material Rendah: Pigmen organik seperti quinacridone (QA) yang digunakan dalam penelitian Florida State University hanya berharga sekitar $0,50/kg. Ini jauh lebih murah dibandingkan material konvensional seperti logam atau semikonduktor anorganik.
- Proses Aplikasi Sederhana: QA diaplikasikan melalui metode spin-coating-annealing, yang relatif mudah dan tidak memerlukan teknologi tinggi. Proses ini mengurangi biaya produksi karena minim alat khusus.
- Peningkatan Stabilitas: Lapisan QA membuat sel surya hidrofobik, mengurangi degradasi akibat kelembapan dan meningkatkan ketahanan jangka panjang. Sel mempertahankan 90% efisiensi awal setelah 1.000 jam operasi.
2. Penggunaan Substrat Murah dengan Tekstur Mikro
- Wafer Silikon Bertekstur: Penelitian di Universitas Nanchang menggunakan wafer silikon Czochralski bertekstur mikro (lebih murah daripada wafer halus) yang dilapisi perovskit. Lapisan organik CF3-TEA (diterapkan via spray coating) mengurangi cacat permukaan dan meningkatkan efisiensi hingga 31%.
- Biaya Produksi Turun: Teknik ini memungkinkan penggunaan substrat silikon standar industri, yang harganya lebih rendah daripada substrat berstruktur nano atau permukaan halus.
3. Penggantian Pewarna Sintetis Mahal
- Alternatif Pewarna Alami: Pigmen organik seperti betalain (dari umbi bit) atau klorofil telah diuji sebagai pengganti pewarna sintetis dalam sel surya generasi sebelumnya (DSSC). Meski efisiensi DSSC lebih rendah, biaya produksinya jauh lebih murah karena bahan baku alami dan ramah lingkungan.
- Integrasi dengan Perovskit: Pada sel surya perovskit, pigmen organik seperti QA tidak hanya bertindak sebagai pewarna, tetapi juga sebagai lapisan pasivasi yang meningkatkan kinerja sekaligus mengurangi kebutuhan material mahal seperti logam transisi.
4. Keunggulan Skalabilitas Teknik Lapisan Semprot
- Efisiensi Biaya Skala Industri: Teknik pelapisan semprot (spray coating) memungkinkan produksi massal dengan biaya rendah. Contohnya, aplikasi lapisan CF3-TEA pada sel tandem perovskit/silikon menghasilkan efisiensi tinggi (hampir 31%) tanpa memerlukan peralatan mahal.
- Minim Limbah: Proses lapisan semprot menghasilkan lebih sedikit limbah material dibandingkan metode seperti spin coating atau vacuum deposition.
5. Perbandingan Biaya dengan Teknologi Lain
| Parameter | Sel Perovskit + Pigmen Organik | Sel Silikon Konvensional |
|---|---|---|
| Biaya Material | Rendah (misal: QA = $0,50/kg) | Tinggi (silikon murni) |
| Proses Produksi | Sederhana (spin/spray coating) | Kompleks (pemurnian silikon) |
| Stabilitas Lingkungan | Hidrofobik, tahan kelembapan | Rentan degradasi |
| Efisiensi | 21,1–31% | 15–25% |
Kesimpulan
Pigmen organik seperti quinacridone dan CF3-TEA terbukti menurunkan biaya produksi sel surya perovskit melalui:
- Harga material yang sangat rendah.
- Proses aplikasi sederhana dan skalabel.
- Peningkatan stabilitas yang mengurangi biaya perawatan.
- Kompatibilitas dengan substrat murah (misal: silikon bertekstur).
Studi-studi ini membuka jalan untuk produksi sel surya perovskit berbiaya rendah tanpa mengorbankan efisiensi atau daya tahan. Boy138