Dinilai mampu menyuplai energi listrik berkualitas dan efisien, photovoltaic cell sudah banyak dikembangkan menjadi berbagai jenis. Salah satu jenis yang banyak dikenal adalah organic photovoltaic cell atau OPV. Sebelum mengunjungi artikel ini, pernahkah Anda mendengar mengenai jenis organic photovoltaic cell ini? Jika belum, berarti Anda mengunjungi artikel yang tepat!
Penting untuk mengetahui apa itu OPV terlebih bagi Anda yang ingin menelusuri jenis-jenis photovoltaic. Cara kerja dan penggunaan OPV juga tidak kalah pentingnya. Oleh sebab itu, di artikel ini akan mengulas segala hal seputar organic photovoltaic. Yuk, ikuti ulasannya mengenai organic photovoltaic cell!
Daftar Isi
Apa Itu Organic Photovoltaic Cell?
Organic photovoltaic cell adalah salah satu jenis panel surya yang dilengkapi dengan lapisan penyerap berjenis semikonduktor organik atau OSC. Umumnya, lapisan ini merupakan molekul kecil atau polimer. Lapisan tersebut memungkinkan sel surya untuk memanfaatkan bahan organik. Namun, sifat dari bahan yang digunakan harus semikonduktor dengan tingkat konjugasi tinggi.
Terdelokasilasinya elektron terkait sepanjang konjugasi adalah dampak dari konjugasi molekul organik. Diantara elektron lain, elektron ini memiliki energi yang lebih tinggi pada molekul. Elektron-elektron dalam bahan organik tidak berada pada pita valensi melainkan menjadi bagian dari orbital molekul terisi tertinggi.
Bagaimana Cara Kerja Organic Photovoltaic Cell
Organic photovoltaic cell dapat dipahami sebagai jenis PV yang mengubah sinar matahari menjadi listrik. Untuk cara kerja OPV dalam mengubah sinar matahari yaitu dengan menyerap dan melakukan eksitasi elektron dari HOMO ke LUMO. Kemudian, pada organic photovoltaic cell terdapat ruang bermuatan positif yang disebut ‘hole’ atau lubang untuk menampung elektron tereksitasi.
Elektron akan mengalami tarik menarik dan pemisahan atau disosiasi eksiton. Disosiasi eksiton lebih mudah terjadi apabila terjadi pemisahan elektron dan ‘hole’. Kemudian elektron harus melalui pendonoran ke material akseptor dengan HOMO dan LUMO yang tingkatnya lebih dalam.
Langkah-langkah Mengatur Organic Photovoltaic Cell
Untuk menggunakan organic photovoltaic cell, Anda harus bisa mengaturnya untuk menghasilkan listrik yang bersih dan stabil. Langkah-langkah mengatur OPV di bawah ini telah dirangkum dan bisa dijadikan sebagai acuan. Yuk, pahami langkah-langkahnya secara berurutan di bawah ini.
Penyerapan Cahaya Datang, Menyebabkan Timbulnya Eksiton
Langkah pertama adalah penyerapan cahaya oleh OSC. Kemudian, elektron akan dieksitasi dari HOMO ke LUMO untuk menciptakan eksiton. Apabila energi lebih tinggi dari LUMO, akan terjadi perpindahan. Termalisasi adalah kondisi dimana perpindahan energi tersebut terjadi.
Difusi Eksiton ke Antarmuka Donor-Akseptor
Difusi terjadi melalui komponen OSC setelah eksiton terbentuk. Difusi eksiton ini penting untuk memastikannya selalu terjadi dalam jangka waktu tertentu untuk menghindari kembalinya elektron menjadi energi kosong. Proses kembalinya elektron jadi energi kosong disebut dengan rekombinasi.
Disosiasi Eksiton di Antarmuka
Disosiasi eksiton dapat diidentifikasi apabila pada interface menunjukkan perpindahan elektron ke material akseptor, sementara pada donor masih bisa ditemukan ‘hole’. Gaya tarik menarik akan berkurang seiring jarak antara pasangan elektron bertambah. Sehingga kedua energi pengikat akan membentuk muatan.
Transportasi Pembawa Muatan
Setelah langkah-langkah sebelumnya, organic photovoltaic cell akan membawa muatan berdifusi menuju elektroda yang sesuai. Tujuan elektroda yang sesuai yaitu elektron ke katoda, sementara ‘hole’ ke anoda.
Pengumpulan Biaya Pembawa
Pembawa muatan akan dikumpulkan di elektroda kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan arus. Langkah ini terjadi pada sirkuit eksternal sel.
Masa Depan Organic Photovoltaic Cell
Belakangan ini, organic photovoltaic cell sudah lebih efisien. Namun, ada hal lain yang menjadi kendala bagi OPV. Kendala utama penggunaan organic photovoltaic cell adalah stabilitas jangka panjang dan skalabilitasnya. Kedua kendala tersebut diketahui dari pengujian efisiensi OPV dibanding teknologi lain.
Stabilitas organic photovoltaic cell akan terganggu ketika terdapat kerusakan yang diakibatkan air dan oksigen yang masuk. Sementara faktor pengaruh stabilitasnya ada banyak. Kerusakan ini dapat diatasi dengan pemahaman yang lebih baik.
Kesimpulan
Organic photovoltaic cell merupakan jenis PV yang memiliki lapisan semikonduktor sebagai lapisan penyerap. Lapisan ini mampu memanfaatkan bahan organik untuk menunjang sel surya. Tingkat konjugasi pada bahan semikonduktor yang digunakan harus tinggi. Anda harus memahami cara kerja organic photovoltaic cell untuk memahami apa saja komponen yang terlibat dan bagaimana prosesnya. Beberapa peneliti menyatakan bahwa OPV sudah efisien untuk digunakan meski terdapat beberapa hambatan seiring waktu penggunaannya.