Inovasi Sel Surya Bebas Timbal Tingkatkan Energi Bersih

SHANGHAI - Dalam sebuah kemajuan signifikan untuk sektor energi hijau, sejumlah ilmuwan Tiongkok berhasil menciptakan sel surya berbasis timah yang menyaingi efisiensi berbagai model berbasis timbal konvensional sekaligus menghilangkan risiko lingkungan dan kesehatan.

Terobosan yang dipublikasikan dalam jurnal Nature pada Rabu (15/10) itu dapat mempercepat pengadopsian fotovoltaik perovskit, teknologi baterai generasi berikutnya, dalam aplikasi sehari-hari.

Sel surya perovskit (perovskite solar cell/PSC) dipuji sebagai gebrakan potensial karena efisiensinya yang tinggi dan biaya produksinya yang rendah, tetapi ketergantungannya pada timbal beracun telah menimbulkan kekhawatiran tentang penggunaan dalam skala besar.

Kini, sebuah tim yang dipimpin oleh sejumlah ilmuwan dari Universitas Fudan berhasil mengembangkan alternatif bebas timbal yang mencapai efisiensi konversi daya 17,7 persen yang memecahkan rekor, level tertinggi yang diketahui untuk sel semacam itu hingga saat ini.

"Tujuan kami adalah untuk menciptakan sel surya yang benar-benar ramah lingkungan di sepanjang siklus hidupnya," ujar Liang Jia, salah satu penulis korespondensi dalam studi tersebut.

Timah menawarkan solusi yang ideal karena jumlahnya melimpah, aman, sangat kompatibel dengan konversi energi surya, dan mudah diproduksi dalam skala besar.

Karena ion timah mudah teroksidasi dan antarmuka antarlapisan cenderung tidak stabil, sel berbasis timah awal kesulitan untuk mencapai efisiensi 10 persen.

Tim Liang mendesain ulang antarmuka tersembunyi (buried interface) dengan memasukkan film molekuler untuk membentuk lapisan antarmuka homogen dengan penyelarasan tingkat energi yang cocok.

Pendekatan ini membantu menciptakan lapisan bawah superwetting yang memandu pertumbuhan film perovskit berbasis timah berkualitas tinggi yang seragam dengan kepadatan kecacatan yang lebih rendah, menurut penelitian tersebut.

Berkenaan dengan biaya material, sel surya berbasis timah secara teoretis jauh lebih murah dibanding sel surya silikon, kata Liang.

Ke depannya, teknologi fotovoltaik ramah lingkungan ini diharapkan dapat digunakan secara luas pada fotovoltaik yang terintegrasi dengan bangunan, perangkat energi yang dapat dikenakan (wearable), atap kendaraan, dan sistem tenaga bersih luar jaringan.

"Teknologi ini sangat cocok untuk aplikasi energi yang melibatkan kontak dekat dengan manusia," kata Liang. Ant/Xinhua