Substrat Kertas Grafen Menghasilkan Sel Surya Silikon Ringan Ekstrem dengan Kepadatan Daya Tinggi
Abstrak
Sel surya tipis fleksibel dengan kepadatan daya spesifik berat tinggi sangat diinginkan dalam perangkat elektronik portabel/wearable yang berkembang, kendaraan yang didayakan surya, dll. Substrat logam atau plastik konvensional seringkali terlalu berat atau mengalami ketidaksesuaian termal dan mekanis dengan film yang di deposit. Dalam karya ini, kami mengusulkan substrat baru untuk sel surya fleksibel berdasarkan kertas grafen, yang memiliki keunggulan ringan, toleransi suhu tinggi, dan fleksibilitas mekanis yang tinggi. Sel surya silikon amorf (a-Si:H) tipis dibangun pada kertas grafen tersebut, yang daya padanya 4,5 kali lebih tinggi daripada pada substrat plastik poliimid. Selain itu, sel surya a-Si:H menunjukkan fleksibilitas yang signifikan di mana efisiensi konversi daya menunjukkan degradasi yang sangat sedikit saat sel surya dibengkokkan ke jari-jari sekecil 14 mm lebih dari 100 kali. Penerapan substrat fleksibel unik ini dapat diperluas ke sel surya CuInGaSe dan CdTe serta perangkat tipis lain yang memerlukan pemrosesan suhu tinggi.
Pendahuluan
Sel surya tipis fleksibel dan ringan dapat ditempel pada objek dengan permukaan lengkung, menjadikannya cocok sebagai sumber unit penyedia listrik untuk perangkat elektronik portabel/wearable dan kendaraan udara tanpa awak. Dengan menggabungkan sistem mikro-elektromekanis (MEMS) dan teknologi pembuatan silikon kristalik massal, sel surya silikon kristalik dengan tebal beberapa mikrometer telah divisualisasikan dengan fleksibilitas yang baik. Alternatifnya, sel surya fleksibel juga dapat direalisasikan dengan deposit lapisan penyerap bersama dengan lapisan fungsional lainnya pada substrat asing seperti logam atau foil plastik.
Karena stabilitas termal yang unggul dan koefisien ekspansi termal (CTE), foil logam banyak digunakan sebagai substrat untuk sel surya fleksibel. Plastik memiliki fleksibilitas serta karakteristik ringan yang lebih baik. Namun, mereka biasanya memiliki suhu leleh/pemegahan rendah, yang membatasi suhu pemrosesan sel surya (seperti selenida tembaga indium galium (CIGS)) yang biasanya dilakukan pada suhu tinggi. CTE tinggi plastik juga dapat menyebabkan akumulasi stres dan regangan dalam film tipis dan mengakibatkan kegagalan perangkat atau degradasi kinerja yang cepat. Di antara substrat plastik, poliimid (PI) memiliki regangan leleh yang lebih tinggi dan densitas lebih rendah (1,4 g/cm³ vs 7,9 g/cm³ stainless steel). Namun, proses siklus termal akan menyebabkan akumulasi stres dan regangan karena ketidaksesuaian besar CTE antara materi PI (12–40 × 10⁻⁶/K) dan lapisan anorganik lainnya, yang mengakibatkan retakan makroskopis dan degradasi kinerja. Kertas selulosa juga telah digunakan untuk membuat sel surya a-S:H, di mana kinerja yang lebih buruk juga mungkin terutama karena ketidaksesuaian ekspansi termal antara substrat dan lapisan aktif. Karya terbaru kami menunjukkan bahwa pembuatan nanotekstur pada substrat PI dapat secara efisien meningkatkan adhesi keseluruhan antara film di atasnya dan substrat sekaligus melepaskan stres/regangan termal internal. Namun, trade-off antara kepatuhan mekanis, kinerja, dan keandalan sel fotovoltaik fleksibel masih merupakan tantangan utama.
Grafen, dengan banyak properti unik seperti kekuatan tinggi dan konduktivitas listrik dan panas, telah digunakan secara luas dalam berbagai perangkat fungsional. Baru-baru ini, peneliti telah mengusulkan metode yang secara epitaksial menumbuhkan materi berkualitas tinggi dan mentransfernya ke substrat asing menggunakan grafen satu lapis. Namun, teknologi transfer ini memerlukan penanganan yang hati-hati dan proses yang kompleks, yang memakan waktu dan tidak kompatibel dengan strategi produksi skala besar.
Sebagai turunan grafens, kertas grafen telah divisualisasikan melalui rangkaian larutan, deponisi elektroforetik, dan deposisi uap kimia. Karakteristik unggulnya berupa toleransi suhu tinggi, CTE rendah, dan fleksibilitas mekanis menjadikannya substrat ideal untuk elektronik fleksibel, terutama yang akan mengalami proses suhu tinggi. Di antara penelitian ini, sel surya tipis pada kertas grafin jarang dilaporkan. Dalam karya ini, kami membuktikan sel surya silikon amorf (a-Si:H) tipis fleksibel pada kertas grafin halus yang dicapai melalui metode filterasi menggunakan filter alumina anodis pori (AAO). Perangkat ini menunjukkan kepadatan daya spesifik berat yang mencolok sebesar 8,31 kW/kg, yang 415 dan 4,5 kali lebih tinggi dari laporan sebelumnya pada substrat kaca dan PI, masing-masing. Selain itu, substrat memberikan perangkat kemampuan membengkok yang luar biasa di mana efisiensi konversi hanya menunjukkan degradasi yang sangat sedikit setelah 100 siklus bengkok dengan jari-jari sekecil 14 mm. Se pengetahuan kami, ini adalah demonstrasi pertama sel surya tipis pada substrat kertas grafin. Meskipun a-Si:H digunakan sebagai materi model dalam karya ini dengan suhu pemrosesan keseluruhan di bawah 250 °C, substrat kertas grafin dapat diperluas ke elektronik (opto-) fleksibel lainnya, terutama cocok untuk perangkat yang memerlukan pemrosesan suhu tinggi.
Bahan dan Metode
Persiapan Kertas Grafen
Kertas grafin dibuat melalui prosedur rangkaian larutan menggunakan filterasi vakum [27]. Membran filter adalah templat AAO berpori-through yang kami siapkan sendiri menggunakan prosedur yang secara skematik diilustrasikan pada Gambar 1. Foil aluminium mentah (kebersihan 99,999%) dengan ukuran sekitar 70 mm × 60 mm × 0,3 mm di elektropolish dalam campuran asam perklorat dan etanol (1:3 dalam volume) setelah dibersihkan ultrasonis dalam aseton, etanol, dan air deionisasi. Setelah elektropolish, proses anodisasi dilakukan dalam asam oksalat 0,3 M pada potensial konstan 60 V pada suhu konstan 5 °C selama 24 jam (Gambar 1a). Film PMMA sebagai lapisan pelindung pertama kali dilapisi pada satu sisi foil Al yang di-anodis kedua sisi (Gambar 1b). Foil Al direndam dalam NaOH 1 M untuk melarutkan AAO di sisi belakang dan mendapatkan foil Al yang di-anodis satu sisi (Gambar 1c). Kemudian, direndam dalam campuran yang berisi 100 ml HCl, 3,7 g CuCl₂·2H₂O, dan 100 ml air deionisasi untuk menghapus substrat aluminium yang tersisa dan mencapai film AAO yang didukung oleh PMMA (Gambar 1d). Untuk membuat membran AAO berlubang-through, lapisan barrier alumina di dasar pori secara kimiawi di-etch dalam larutan asam fosfat 5 wt% pada 53 °C selama 10 menit (Gambar 1e). Setelah etch dalam asam asetik glacial, film pelindung PMMA dihapus, menghasilkan membran AAO berlubang-through mandiri. Terakhir, untuk meningkatkan kapasitas filterasi membran AAO, diletakkan dalam larutan asam fosfat 5 wt% selama 20 menit pada 53 °C untuk proses pembukaan pori. Membran filter AAO berpori-through yang diperoleh adalah lembaran tipis halus berwarna putih, seperti ditunjukkan pada Gambar 1 f.
Proses pembuatan membran filter AAO berpori-through. (a) AAO kedua sisi yang diperoleh pada foil Al. (b) Spin-coating film PMMA tipis pada satu sisi. (c) Etch AAO di sisi belakang. (d) Menghapus foil Al. (e) Melarutkan lapisan barrier dalam AAO. (f) Menghapus PMMA dalam asam asetic glacial dan mendapatkan membran filter AAO berpori-through
Prosedur pembuatan sel surya berbasis kertas grafin secara skematik diilustrasikan pada Gambar 2. Pertama, 175 mg bromida setiltrimetilamonium (CTAB) sebagai stabilisator dilarutkan dalam 500 ml air deionisasi. Kemudian, 250 mg lembar grafen oksi reduksi (Shanghai SIMBATT Energy Technology Co., Ltd.) didisperse dalam larutan air CTAB (Gambar 2a). Setelah itu, larutan campuran didisperse secara berturut-turut oleh pembersih ultrasonik dan penghancur sel selama 1 jam, masing-masing (Gambar 2b). Setelah diam selama 12 jam, larutan grafin dikentrifugasi pada 4500 rpm selama 20 menit untuk menendapkan partikel besar (Gambar 2c) dan menyisakan supernatant dengan flakes grafin yang terdisperse dengan baik (Gambar 2d). Sebagai perbandingan, kertas grafin juga dibuat menggunakan larutan grafin asli tanpa proses sentrifugasi. Kertas grafin kemudian diperoleh melalui filterasi vakum (−0,4 bar) larutan melalui membran AAO berlubang-through (Gambar 2f). Tekanan negatif dipertahankan untuk memastikan bahwa film grafin selalu dalam kontak erat dengan filter AAO selama proses pengeringan. Setelah proses pengeringan, kertas grafin dapat dengan mudah dicabut dari filter AAO yang dapat digunakan kembali (Gambar 2g). Kertas grafin yang didefinisikan sebagai GP-1 (dengan proses sentrifugasi) dan GP-2 (tanpa proses sentrifugasi). Berdasarkan proses filterasi vakum, pengeringan, dan pemisahan yang sama, sampel ketiga, bernama GP-3, juga disiapkan. GP-3 diperoleh dengan menambahkan sejumlah kecil nanotubul karbon (CNTs) (10–20 nm diameter, 5–15 μm panjang, Shenzhen Nanotech Port Co., Ltd) ke dalam supernatant (Gambar 2e). Perlakuan anil pasca pada semua kertas grafin juga dilakukan pada 400 °C selama 1 jam dalam atmosfer argon untuk menghapus sisa pelarut dan surfaktan.
Prosedur pembuatan sel surya berbasis kertas grafin. (a) Penambahan lembar grafen oksi reduksi ke dalam larutan air bromida setiltrimetilamonium. (b) Dispersi larutan campuran. (c) Sentrifugasi larutan grafin. (d) Pengumpulan supernatant dengan flakes grafin yang terdisperse dengan baik. (e) Penambahan nanotubul karbon ke dalam supernatant. (f) Filterasi vakum larutan melalui membran alumina anodis berlubang-through untuk mendapatkan kertas grafin pada filter alumina anodis. (g) Pemisahan kertas grafin dari filter alumina anodis setelah pengeringan. (h) Sel surya a-Si:H yang dibuat pada substrat kertas grafin menunjukkan fleksibilitas luar biasa dengan melilit batang kaca
Persiapan Sel Surya Silikon Amorf (a-Si:H) Tipis
Pembuatan sel surya silikon amorf (a-Si:H) tipis dimulai dengan sputtering lapisan Ag 100 nm pada substrat kertas grafin, yang berfungsi sebagai reflektor belakang. Lapisan spacer ZnO-dop Al₂O₃ (AZO) tebal 30 nm kemudian di deposit melalui sputtering magnetron radio frekuensi (RF) target keramik AZO 2 wt% (kebersihan 99,99%) pada 250 °C. Selanjutnya, lapisan n-i-p a-Si:H di deposit dalam sistem depoisi uap kimia ditingkatkan plasma (PECVD) multi-kamar pada 250 °C. Lapisan n, i, dan p-tipe masing-masing tebal 30, 280, dan 10 nm. Setelah sputtering film tipis oksida timah indium (ITO) tebal 80 nm, grid Ag thermally evaporated sebagai elektroda atas menggunakan masker kontak (Gambar 2h) [6, 22]. Untuk perbandingan, sel surya juga dibuat pada substrat kaca (tebal 1 mm, CSG Holding Co., Ltd.) dalam proses yang sama. Detail lainnya tentang persiapan sel surya a-Si:H dapat ditemukan dalam publikasi kami sebelumnya [7, 10, 11, 13, 39].
Karakterisasi
Morfologi permukaan dikarakterisasi dengan mikroskop elektron pemindai (SEM) Hitachi S4800. Semua kurva kepadatan arus-tegangan (J-V) sel surya silikon amorf (a-Si:H) tipis dilakukan pada 25 °C menggunakan simulatori surya lampu Xe (Newport, 94063A-1000, 100 mW/cm²) dengan filter air mass 1.5 global (AM 1.5 G), dan pengukuran efisiensi kuantum eksternal (EQE) dikarakterisasi dengan sistem respons spektral komersial (PV Measurement Inc. QEX10). Stabilitas termal substrat kertas grafin dipantau dengan termogravimetri (TG) pada instrumen TG (SDTA851 Swiss-Mettler Toledo) dari suhu ruangan hingga 1000 °C dengan laju pemanasan 10 K/min. Keandalan sel surya di bawah beberapa siklus bengkok dilakukan dengan setup bengkok otomatis buatan sendiri [7, 11, 13].
Hasil dan Pembahasan
Gambar 3 a dan b menunjukkan gambar SEM permukaan dan penampang lintang membran AAO, masing-masing. Ukuran lubang yang teratur dan terdistribusi seragam sekitar 100 nm diameter. Dinding sisi AAO halus, yang bermanfaat untuk filterasi larutan grafin. Ketika waktu etch 10 menit, terdapat sisa barrier Al di dasar membran AAO, seperti ditunjukkan pada Gambar 3 c, yang mengakibatkan ukuran lubang sekitar 50 nm diameter yang lebih kecil dari sisi depan. Dengan memperpanjang waktu etch hingga 20 menit, lapisan oksida barrier akan sepenuhnya terhapus, menghasilkan lubang diameter 100 nm, sama seperti sisi depan. Kemudian, membran AAO berlubang-through ini dengan waktu etch 20 menit digunakan untuk filterasi larutan grafin.
Gambar SEM a permukaan, b penampang lintang membran AAO, dan pandangan bawah membran AAO setelah etch lapisan barrier Al selama c 10 menit, d 20 menit
Gambar 4 menunjukkan gambar SEM dan foto kertas grafin GP-1 dan GP-2. Terlihat bahwa GP-1 (Gambar 4a) memiliki permukaan mikroskop kasar, yang mungkin disebabkan oleh lembar grafin besar dan kluster grafin. Karakteristik mikroskopik ini menghasilkan permukaan berkerut makroskopis seperti ditunjukkan pada Gambar 4 c. Karena konstruksi permukaan kasar, lubang jarum dan retakan dapat dengan mudah terbentuk dalam deposit film tipis berikutnya. Oleh karena itu, kinerja perangkat yang tinggi jarang dapat direalisasikan pada substrat kertas grafin GP-1.
a, c Gambar SEM dan b, d foto kamera digital dari (a, b) GP-1 dan (b, d) GP-2
Mikrostruktur permukaan dan foto terkait GP-2 pada Gambar 4 b dan d menunjukkan bahwa penghapusan presipitasi kluster grafin membantu mencapai permukaan halus. Sayangnya, meskipun kehalusan substrat GP-2 telah ditingkatkan, kekuatan mekanis GP-2 tidak cukup untuk menahan eksperimen bengkok. Setelah dibengkok beberapa kali, sel surya a-Si:H pada substrat GP-2 akan retak.
Untuk meningkatkan kekuatan mekanis kertas grafin, CNT ditambahkan ke supernatant larutan grafin. CNT, berfungsi sebagai kerangka jaring, akan mendukung lembar grafin dan berakibat pada kekuatan mekanis yang lebih baik. Hasil eksperimen bengkok menunjukkan bahwa sel surya a-Si:H pada substrat GP-3 memiliki fleksibilitas yang luar biasa yang akan dibahas lebih lanjut. Selain kekuatan mekanis yang ditingkatkan, juga ditemukan bahwa CNT dapat secara efektif mengurangi kekasaran permukaan di mana morfologi permukaan yang cukup halus dapat dengan jelas diamati pada gambar SEM Gambar 5 a dan b. Permukaan halus kertas grafin harus dikaitkan dengan lapisan kerangka jaring yang terdiri dari nanotubul karbon karena grafin dapat melingkupi itu [40]. Kekasaran nanoskal ini sangat kompatibel dengan proses sel surya berikutnya dengan respecto terhadap lapisan tipis berkualitas tinggi dan seragam.
a, b Gambar SEM substrat kertas grafin GP-3 dengan pengesanan yang berbeda. c Hasil TGA kertas grafin GP-3 dengan (GP-3A) dan tanpa (GP-3N) perlakuan anil pasca
Stabilitas termal kertas GP-3 diselidiki dengan analisis termogravimetri (TGA) sebagai fungsi proses anil (Gambar 5c), di mana kertas tanpa dan dengan pemrosesan termal (400 °C, 1 jam, atmosfer argon) dinotasikan sebagai GP-3N dan GP-3A, masing-masing. Puncak kehilangan bobot yang jelas di bawah 200 °C untuk kertas GP-3N menunjukkan dehidrasi air kristal, yang diikuti oleh kehilangan massa sebesar 12,46 %. Seiring kenaikan suhu, kertas GP-3N terus kehilangan massa. Pada 700 °C, kehilangan lebih lanjut sebesar 23,98% dapat diamati, mungkin karena pirolisis grup fungsional mengandung oksigen yang tidak stabil [41]. Untuk sampel yang mengalami proses anil pasca (GP-3A), puncak endotermik yang sesuai dan kehilangan bobot hampir tidak dapat terdeteksi di bawah 200 °C. Selain itu, GP-3A stabil termal hingga 700 °C dengan kehilangan bobot hanya 0,08%. Hasil ini menyiratkan bahwa kelembaban dan grup fungsional oksigen yang mudah rusak termal telah dihapus secara efisien selama perlakuan anil [42].
Karena daya tahan mekanis yang ditingkatkan dan kekasaran permukaan, kertas GP-3A dipilih sebagai substrat untuk pembuatan sel surya a-Si:H. Tebalan dan bobotnya masing-masing 53 μm dan 5,73 mg. Perangkat yang di deposit pada substrat kaca kaku juga dibuat sebagai referensi. Gambar 6 a menunjukkan karakteristik kepadatan arus-tegangan (J-V) perangkat pada substrat GP-3A dan kaca yang diukur di bawah iradiasi AM 1.5-G. Efisiensi konversi daya (PCE) sebesar 5,86% diperoleh pada substrat GP-3A, dengan tegangan open-circuit (V_OC) 0,87 V, arus pendek (J_SC) 11,96 mA/cm², dan faktor isian (FF) 0,57. Dibandingkan dengan perangkat pada substrat kaca, J_sc meningkat 17%, yang lebih dikonfirmasi oleh pengukuran EQE (Gambar 6b). Substrat GP-3A memberikan peningkatan respons spektral broadband terutama pada rentang gelombang panjang di atas 600 nm.
a Kurva J-V dan b pengukuran EQE perangkat a-Si:H berdasarkan substrat GP-3 dan kaca
Peningkatan respons spektral dapat disebabkan oleh kerut kecil pada kertas grafin, yang meningkatkan jalur optik efektif dengan menyebarkan cahaya gelombang panjang di dasar perangkat. Namun, cacat permukaan dapat menginduksi saluran shunt untuk arus yang mengakibatkan penurunan V_OC dan FF. Selain itu, gas yang terperangkap dalam kertas grafin dapat mengalami ekspansi yang menginduksi stres pada lapisan kontak, yang juga dapat bertanggung jawab atas penurunan V_OC dan FF. Oleh karena itu, meskipun fotokiript perangkat pada GP-3A meningkat secara signifikan, efisiensi konversi energi akhir tidak meningkat secara dramatis dibandingkan dengan sel surya pada substrat kaca.
Karena tebal sel surya a-Si:H hanya beberapa ratus nanometer, substrat akan mendominasi bobot dan tebal perangkat akhir. Dalam karya ini, kami membuktikan sel surya fleksibel pada kertas grafin yang jauh lebih ringan daripada substrat kaca dan plastik konvensional. Di sini, kami membandingkan kepadatan daya spesifik berat (P_W) perangkat pada berbagai substrat. P_W didefinisikan sebagai rasio daya output di bawah iradiasi standar surya (spektrum global AM 1.5 dengan intensitas 1000 W m⁻²) terhadap massa sel surya per satuan luas seperti yang dinyatakan oleh persamaan berikut:
di mana m_d adalah massa sel surya per satuan luas.
Dibandingkan dengan perangkat yang di deposit pada substrat kaca, tebal dan bobot sel surya pada kertas grafin berkurang sekitar 20 kali dan 350 kali, masing-masing. Sementara itu, kepadatan daya mencapai 8,31 kW/kg, yang 415 kali lebih tinggi dari perangkat sejenisnya. Dalam karya kami sebelumnya, sel surya a-Si:H berhasil dibuat pada substrat fleksibel PI berbentuk pola [13]. Perangkat GP-3A memiliki efisiensi konversi energi yang lebih rendah daripada perangkat pada substrat PI karena tidak ada reflektor belakang periodik pada substrat GP-3A, sementara bobot sel surya pada kertas grafin hanya 15% dari substrat PI. Oleh karena itu, kepadatan daya perangkat GP-3A 4,52 kali lebih tinggi daripada pada substrat PI berbentuk pola. Dan detail parameter karakteristik sel surya a-Si:H berdasarkan GP-3A dan substrat sejenisnya diringkas dalam Tabel 1.
Kertas grafin, yang memiliki fleksibilitas yang unggul, ringan, dan toleransi suhu tinggi, diharapkan menjadi alternatif untuk aplikasi perangkat portabel. Gambar 7 a menunjukkan foto perangkat aktual yang diperoleh pada kertas grafin. Untuk mengevaluasi daya tahan perangkat berbasis kertas grafin selama operasi fleksibel, sel surya kemudian dienkapsulasi dengan polydimethylsiloxane (PDMS) dan kontak listriknya dibuat dengan kabel tembaga. Gambar 7 b menunjukkan kurva J-V yang diukur dari perangkat a-Si:H setelah enkapsulasi. Sayangnya, efisiensi konversi energi perangkat turun dari 5,86 menjadi 4,14% setelah enkapsulasi. Ini mungkin karena elektroda kabel tembaga menghasilkan resistensi kontak tambahan dan sedikit merusak perangkat. Oleh karena itu, strategi enkapsulasi yang lebih canggih akan dikembangkan untuk perangkat ultra-ringan berbasis GP ini di masa depan. Setelah enkapsulasi, kurva J-V di sudut bengkok yang berbeda dikarakterisasi dengan setup buatan sendiri [7]. Kinerja fleksibel dievaluasi sebagai fungsi jari-jari bengkok dan siklus bengkok [7, 8, 13]. Gambar 7c menunjukkan bahwa sel pada GP-3A dapat menahan tes bengkok manual dengan jari-jari hingga 14 mm dan mempertahankan fungsi penuh. Selain itu, keandalan sel surya GP-3A di bawah bengkok berulang (jari-jari = 14 mm) dikarakterisasi seperti ditunjukkan pada Gambar 7 d, sementara perangkat tetap mempertahankan di atas 92% efisiensi awal setelah 100 siklus bengkok. Fleksibilitas dan stabilitas yang luar biasa sebagian besar berasal dari ketebalan ultra tipis dan fleksibilitas mekanis yang luar biasa dari substrat kertas grafin yang dimodifikasi CNT.
a Sebuah foto dari sel surya a-Si:H pada GP-3A. b Kurva J-V dari perangkat a-Si:H berdasarkan substrat GP-3A setelah enkapsulasi. c Kurva J-V dari perangkat pada substrat GP-3A di sudut bengkok yang berbeda. d Efisiensi relatif sebagai fungsi siklus bengkok. Inset di c dan d mewakili ilustrasi penentuan sudut bengkok dan perangkat yang dibengkok yang dipasang pada setup pengukuran, masing-masing
Kesimpulan
Dalam karya ini, kami mengembangkan substrat kertas grafin yang ditingkatkan nanotubul karbon yang memberikan stabilitas termal yang lebih tinggi, ringan, dan fleksibilitas mekanis yang luar biasa dibandingkan substrat fleksibel tradisional. Sel surya silikon amorf (a-Si:H) berbasis kertas grafin berhasil dicapai dengan fotokiript yang lebih baik dan efisiensi konversi energi yang sebanding (5,86%) dibandingkan sejenisnya pada substrat kaca datar. Tebalan dan bobot sel surya pada kertas grafin berkurang sekitar 20 dan 350 kali, masing-masing. Sementara itu, kepadatan daya mencapai 8,31 W/g, yang 415 kali lebih tinggi dari sejenisnya. Selain itu, perangkat berbasis kertas grafin menunjukkan kinerja yang luar biasa dengan penurunan yang kecil bahkan setelah 100 siklus bengkok di bawah jari-jari 14 mm karena ketebalan ultra tipis dan fleksibilitas mekanis yang luar biasa dari substrat kertas grafin. Meskipun karya ini dilakukan pada materi a-Si:H, skema yang kami usulkan dapat diperluas ke sistem materi lain yang mungkin mengarahkan era baru perangkat optoelektronik fleksibel.
Ketersediaan Data dan Bahan
Dataset yang dihasilkan dan/atau dianalisis selama studi saat ini tersedia dari penulis yang bersangkutan atas permintaan yang wajar.
