PENINGKATAN EFISIENSI SEL SURYA ORGANIK BERBASIS P3HT:PCBM TERHADAP VARIASI TINGKAT KETEBALAN STRUKTUR SEL

Abstract

Sel surya organik (Organic Photovoltaic/OPV) berbasis P3HT:PCBM merupakan salah satu teknologi energi terbarukan yang menjanjikan, dikenal karena karakteristiknya yang fleksibel, ringan, ramah lingkungan, dan biaya produksinya yang relatif rendah. Namun, tantangan utama dalam pengembangan teknologi ini terletak pada efisiensi konversi daya (Power Conversion Efficiency/PCE) yang masih lebih rendah dibandingkan dengan sel surya berbasis silikon. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi PCE sel surya organik melalui optimasi ketebalan lapisan aktif dan variasi nilai bandgap. Pemodelan dilakukan menggunakan perangkat lunak OgmaNano dengan struktur lapisan ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/TiOx/Al. Ketebalan lapisan aktif divariasikan dari 150 nm hingga 1000 nm, sedangkan nilai bandgap divariasikan dari 1,1 eV hingga 2,0 eV. Hasil Pemodelan menunjukkan bahwa terdapat ketebalan optimal sebesar 500 nm yang menghasilkan efisiensi konversi daya tertinggi sebesar 9,76%. Ketebalan yang terlalu tipis mengakibatkan penyerapan foton yang rendah, sedangkan ketebalan yang terlalu tinggi menyebabkan peningkatan rekombinasi muatan dan resistansi internal, yang berdampak negatif terhadap efisiensi. Selain itu, variasi nilai bandgap menunjukkan bahwa efisiensi dapat ditingkatkan dengan pemilihan bandgap yang sesuai, karena hal ini mempengaruhi spektrum penyerapan cahaya dan proses disosiasi eksiton dalam lapisan aktif. Penelitian ini menunjukkan bahwa dengan mengoptimalkan parameter fisik seperti ketebalan dan bandgap, kinerja sel surya organik dapat ditingkatkan secara signifikan. Temuan ini memberikan kontribusi penting dalam pengembangan teknologi OPV dan dapat menjadi acuan untuk desain struktur sel surya organik generasi mendatang yang lebih efisien dan berkelanjutan. Dengan demikian, penelitian ini tidak hanya berkontribusi terhadap pemahaman mekanisme kerja sel surya organik, tetapi juga membuka jalan untuk inovasi lebih lanjut dalam teknologi energi terbarukan.