Proses Ramah Lingkungan Baru Meningkatkan Efisiensi Modul Solar Perovskite hingga 18,2%

Sebuah metode baru yang ramah lingkungan dan rendah toksisitas dapat membantu memproduksi sel surya perovskite fleksibel secara skala industri dengan menggunakan teknologi cetak roll-to-roll. Universitas Surrey mengusulkan metode aman ini untuk memproduksi modul solar perovskite yang efisien. Metode ini menggunakan formulasi pelarut rendah toksisitas dan berbasis biologi, beroperasi pada suhu kamar, dan mengurangi penggunaan bahan kimia industri yang berbahaya. Proses ini menggunakan teknologi pencetakan berkelanjutan yang mirip dengan pencetakan koran, yang dapat membuat produksi skala besar menjadi ramah lingkungan dan ekonomis. Profesor Ravi Silva, profesor terkemuka di Universitas Surrey, direktur Advanced Technology Institute (ATI), dan kepala Nanoelectronics Centre, menyatakan: "Dampak potensial dari teknologi inovatif kami bukan hanya menggantikan pelarut berbahaya.

Sebuah proses yang berbasis pada pelarut non-toksik yang mudah digunakan dan langkah pelapisan yang lebih sederhana, mengurangi kebutuhan akan pengolahan pelarut, pengelolaan limbah, dan infrastruktur keselamatan terkait."

Metode Baru Mengurangi Bahan Kimia Berbahaya

Sel surya perovskite yang ringan dan fleksibel telah lama dianggap dapat menggantikan panel silikon. Namun, proses produksi yang berbahaya telah menghalangi potensi komersialnya. Umumnya, pembuatan tinta perovskite yang dapat dicetak memerlukan sejumlah besar pelarut beracun, termasuk dimetilformamida dan akrilonitril. Bahan kimia ini membahayakan keselamatan pekerja pabrik dan menyebabkan beban lingkungan yang serius. Menariknya, satu lini produksi berskala gigawatt dapat mengkonsumsi lebih dari 90.000 liter pelarut beracun. Kini, penghalang kimia ini perlahan-lahan mulai diatasi. Para peneliti telah meninggalkan bahan kimia tradisional yang berbahaya dan mengembangkan sistem tinta "signifikan mengurangi toksisitas" (SRT) yang berbasis pada komponen biologi.

Tim tersebut memanfaatkan kombinasi etanol dan 2-metiltetrahidrofurana untuk menciptakan formulasi cepat kering, yang merupakan pelarut ramah lingkungan yang berasal dari limbah pertanian dan kehutanan. Campuran berbasis biologi ini menghilangkan kebutuhan akan langkah pengolahan pelarut, menghemat energi dengan menghilangkan langkah-langkah yang ketat ini, dan melindungi bahan baku selama proses produksi.

Kinerja Tinggi dan Ramah Lingkungan

Produksi yang ramah lingkungan tidak berarti mengorbankan kinerja. Tim ini menggunakan metode pelapisan strip yang kompatibel dengan teknologi roll-to-roll untuk mencetak modul mini solar dengan luas area aktif 11,5 cm². Panel fleksibel ini dilapisi pada suhu kamar dan dikeringkan dengan aliran gas cepat, mencapai efisiensi konversi daya lebih dari 18,2% sambil mempertahankan stabilitas di bawah pencahayaan yang berkelanjutan. Modul mini ini menggunakan struktur terbalik, dengan lapisan self-assembled yang dilapisi strip berfungsi sebagai lapisan transportasi lubang, mengurangi kebutuhan akan lapisan tambahan. Menurut penelitian, tim ini menggunakan proses pengukiran berbasis laser P1 hingga P4 untuk menghubungkan unit sel surya individu, memudahkan pola modul industri.

Potensi Integrasi Industri di Masa Depan

Makalah ilmiah lebih lanjut menunjukkan bahwa pengembangan ini menguji penggunaan pelarut ramah lingkungan dengan metode pelapisan strip yang ditiup gas, tetapi tim juga memastikan bahwa metode ini dapat kompatibel dengan mesin pelapisan slot standar yang digunakan di pabrik. Oleh karena itu, proses ini dapat diintegrasikan ke dalam lini produksi Qualcomm di masa depan, memastikan teknologi produksi ramah lingkungan siap untuk penyebaran industri skala besar.

Silva menambahkan: "Kami berharap dapat membantu mempromosikan energi bersih secara global, jika kami dapat mendukung dekarbonisasi skala besar dalam proses yang sama, itu akan menjadi kemenangan ganda bagi masyarakat." Mengintegrasikan kimia hijau ke dalam teknologi pencetakan berkecepatan tinggi menjadikan produksi skala besar sel surya fleksibel menjadi kenyataan. Sel surya perovskite fleksibel mungkin segera menyediakan daya untuk perangkat elektronik konsumen portabel, jendela terintegrasi bangunan, dan array solar super ringan. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan di jurnal Nano Energy.

Dampak Teknologi Ramah Lingkungan pada Industri Solar

Proses ramah lingkungan baru ini tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi sel surya perovskite, tetapi juga secara signifikan mengurangi penggunaan bahan kimia berbahaya dalam proses produksinya, yang sangat penting untuk perlindungan lingkungan. Dengan keberlanjutan menjadi fokus perhatian global, promosi teknologi ini akan membantu mendorong penerapan energi bersih dan memfasilitasi transformasi industri terkait. Jika berhasil diintegrasikan ke dalam lini produksi yang ada, teknologi ramah lingkungan ini akan memungkinkan penyebaran skala besar di tingkat industri, sehingga lebih lanjut mendorong perkembangan energi terbarukan.