Perlakuan plasma membantu sel surya perovskit memadukan efisiensi dan daya tahan

Perlakuan permukaan berbasis plasma memungkinkan sel surya perovskit mempertahankan efisiensi konversi daya yang tinggi sekaligus tahan terhadap degradasi dalam pengujian ketat. Dikembangkan oleh tim Peking University, perlakuan ini mengurangi cacat pada antarmuka penting hingga sekitar sepersepuluh jumlah semula. Sel berukuran kecil mencapai efisiensi 27,2%, sementara modul seluas 100 sentimeter persegi mencapai 24,0%, dengan efisiensi tersertifikasi sebesar 23,5%.

Perovskit merupakan bahan fotovoltaik yang menjanjikan karena menyerap cahaya secara efisien, dapat diproses pada suhu relatif rendah, dan berpotensi digunakan dalam perangkat fleksibel. Namun, kisi kristalnya yang relatif lunak rentan terhadap cacat permukaan yang membuang energi, mengganggu pergerakan ion, dan mempercepat penurunan kinerja.

Para peneliti mula-mula menggunakan plasma argon untuk menghilangkan lapisan permukaan yang mengandung banyak cacat. Spesies fluor yang diaktifkan oleh plasma kedua kemudian bereaksi dengan ion timbal yang tersingkap, membentuk lapisan pelindung timbal fluorida yang kontinu dengan ketebalan hanya 4 hingga 7 nanometer, tanpa merusak struktur kristal di bawahnya.

Dalam pengujian stabilitas, sel kecil mempertahankan 98,1% efisiensi awalnya setelah 2.000 jam pada suhu 85°C di bawah simulasi sinar matahari. Modul yang disegel mempertahankan 99,3% setelah 1.600 jam pada suhu 65°C. Perangkat tersebut juga lolos uji ultraviolet, termal, bias balik, dan siklus siang-malam. Kinerja di lapangan dalam jangka lebih panjang masih perlu dibuktikan, tetapi penelitian ini menawarkan pendekatan yang lebih terkendali untuk menghasilkan modul perovskit berarea lebih luas dan tahan lama.