Organic photovoltaic atau OPV bertujuan untuk menyediakan solusi fotovoltaik yang berlimpah di bumi dan berenergi rendah. Teknologi ini juga memiliki potensi teoritis untuk menyediakan listrik dengan biaya lebih rendah dibandingkan teknologi surya generasi pertama dan kedua.
Karena berbagai peredam dapat digunakan untuk membuat perangkat OPV berwarna atau transparan, teknologi ini sangat menarik bagi pasar PV yang terintegrasi dengan bangunan. Organic photovoltaic telah mencapai efisiensi mendekati 11%, namun keterbatasan efisiensi serta keandalan jangka panjang masih menjadi hambatan yang signifikan.
Mari bahas secara lanjut tentang organic photovoltaic ini serta bagaimana cara kerjanya sehingga bisa dikatakan sebagai masa depan yang bagus menggunakan perangkat ini.
Daftar Isi
Apa Itu Organic Photovoltaic?
Organic photovoltaic merupakan jenis sel surya yang menggunakan lapisan penyerap berbasis semikonduktor organik (OSC). Umumnya, material penyerap ini terdiri dari polimer atau molekul kecil. Agar bahan organik dapat berfungsi sebagai komponen dalam elektronik organik, material tersebut harus memiliki sifat semikonduktor yang mencakup tingkat konjugasi yang tinggi.
Konjugasi molekuler organik mengakibatkan elektron yang terlibat dalam ikatan rangkap menjadi terdelokalisasi di sepanjang struktur konjugasi. Elektron-elektron ini memiliki energi yang lebih tinggi daripada elektron-elektron lain dalam molekul dan mirip dengan elektron valensi pada semikonduktor anorganik.
Dalam bahan organik, elektron-elektron ini tidak menempati pita valensi seperti dalam semikonduktor anorganik, tetapi merupakan bagian dari orbital molekul terisi tertinggi (HOMO). Sama seperti semikonduktor anorganik, terdapat pula tingkat energi kosong pada energi yang lebih tinggi.
Dalam bahan organik, orbital pertama ini disebut orbital molekul tak terisi terendah (LUMO). Antara orbital molekul terisi tertinggi (HOMO) dan orbital molekul tak terisi terendah (LUMO) pada OSC terdapat celah energi, yang sering disebut sebagai celah pita material.
Cara Kerja Organic Photovoltaic
Jika memang ingin disandingkan dengan panel surya yang jenis lama, ini adalah terobosan yang cerdas juga. Tidak seperti kebanyakan sel surya anorganik, sel OPV menggunakan peredam molekuler atau polimer, yang menghasilkan eksiton lokal. Penyerap digunakan bersama dengan akseptor elektron, seperti fullerene, yang memiliki tingkat energi orbital molekul yang memfasilitasi transfer elektron.
Setelah menyerap foton, eksiton yang dihasilkan bermigrasi ke antarmuka antara bahan penyerap dan bahan akseptor elektron. Pada antarmuka, ketidaksesuaian energi orbital molekul memberikan kekuatan pendorong yang cukup untuk membagi eksiton dan menciptakan pembawa muatan bebas (elektron dan lubang).
Masa Depan dari Adanya Organic Photovoltaic
Organic photovoltaic ini memiliki banyak sekali kelebihan. Beberapa yang sangat utama kelebihannya adalah:
- Manufaktur berbiaya rendah: Molekul organik terlarut memungkinkan teknik pemrosesan roll-to-roll dan memungkinkan produksi berbiaya rendah.
- Bahan yang melimpah: Melimpahnya bahan baku dapat mengurangi kendala pasokan dan harga.
- Substrat fleksibel: Kemampuan untuk diterapkan pada media fleksibel memungkinkan beragam penggunaan.
Kesimpulan
Memang, pembuatan dari sel surya terkadang juga membuat energi ini tidak 100% organic. Tapi dengan adanya organic photovoltaic, bahan baku yang digunakan untuk pembuatan panel surya akan menjadi sangat melimpah dan semua orang bisa merasakan manfaat dari sumber energi terbarukan yang murah dan ramah lingkungan.