Ya, pigmen organik dapat meningkatkan efisiensi sel surya tandem di bawah kondisi panas tinggi. Berikut penjelasan berdasarkan penelitian yang tersedia:
1. Stabilitas Termal dari Pigmen Organik
Pigmen organik seperti quinacridone (QA) dan CF3-TEA memiliki struktur supermolekuler yang tahan terhadap panas dan cahaya:
- QA menunjukkan ketahanan terhadap degradasi termal dan optik, mempertahankan efisiensi sel surya meskipun terpapar panas tinggi1.
- CF3-TEA membentuk lapisan pasivasi yang stabil pada permukaan silikon bertekstur mikro, mengurangi cacat kristal yang dapat diperburuk oleh suhu tinggi2.
2. Mekanisme Peningkatan di Bawah Panas Tinggi
- Pasivasi Cacat:
Lapisan pigmen organik mengisi celah pada struktur perovskit atau silikon, mencegah rekombinasi elektron-lubang yang meningkat akibat panas. Contoh: CF3-TEA mengurangi rekombinasi nonradiatif hingga 31% efisiensi pada sel tandem2. - Hidrofobisitas:
Lapisan QA membuat permukaan sel tahan air, mencegah kelembapan yang dapat mempercepat degradasi saat suhu naik1. - Transfer Muatan Optimal:
Tingkat energi pigmen mempertahankan aliran elektron/lubang yang efisien, mengurangi kehilangan energi akibat panas12.
3. Data Efisiensi dan Stabilitas Termal
| Pigmen | Efisiensi | Stabilitas di Bawah Panas |
|---|---|---|
| Quinacridone | 21,1% | 90% efisiensi awal setelah 1.000 jam (stabilitas termal dan optik)1. |
| CF3-TEA | 31% (tandem) | 90% efisiensi setelah 500 jam operasi (termasuk paparan panas)2. |
4. Studi Pendukung
- QA pada Perovskit:
Sel dengan QA mempertahankan 90% efisiensi meskipun terpapar panas dari pencahayaan ambien berkepanjangan1. - CF3-TEA pada Tandem:
Lapisan CF3-TEA meningkatkan ketahanan sel tandem terhadap suhu operasional tinggi berkat pasivasi cacat dan transfer elektron yang stabil2.
5. Tantangan dan Solusi
- Degradasi Termal:
Beberapa material organik rentan terhadap oksidasi atau deformasi pada suhu ekstrem. Solusi: Modifikasi struktur kimia pigmen untuk meningkatkan ketahanan termal. - Konsistensi Lapisan:
Teknik aplikasi presisi (spray coating dinamis) diperlukan untuk memastikan lapisan seragam pada permukaan bertekstur2.
6. Kesimpulan
Pigmen organik seperti QA dan CF3-TEA terbukti meningkatkan efisiensi sel surya tandem di bawah panas tinggi melalui:
- Stabilitas termal intrinsik dari struktur molekulnya.
- Pasivasi cacat yang mencegah rekombinasi akibat panas.
- Hidrofobisitas yang melindungi dari degradasi kombinasi panas-kelembapan.
Studi-studi ini menunjukkan bahwa integrasi pigmen organik adalah strategi efektif untuk mengoptimalkan kinerja sel surya tandem dalam kondisi lingkungan ekstrem, termasuk suhu tinggi. Boy138