Sel Surya Perovskite; Pengertian, Prinsip Kerja, dan Struktur Perovskite

Permintaan global untuk energi terbarukan terus meningkat seiring dengan usaha mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan mengurangi emisi karbon. Teknologi fotovoltaik, yang mengubah sinar matahari menjadi listrik, telah mengalami perkembangan signifikan dengan beragam material semikonduktor yang digunakan dalam sel surya. Salah satu inovasi terkini adalah sel surya perovskite, yang menarik perhatian karena kemampuannya menghasilkan listrik dengan efisiensi tinggi dan biaya yang lebih rendah.

Apakah kalian tahu, apa itu Sel Surya Perovskite? Nah, disini kita akan membahas mengenai Sel Surya Perovskite nih...

Perovskite merupakan material yang semakin mendapat perhatian dalam beberapa tahun terakhir sebagai kandidat unggulan untuk sel surya generasi baru. Material ini memiliki struktur kristal khas yang sangat efisien dalam menyerap cahaya dan mengonversinya menjadi energi listrik. Nah, jadi singkatnya Perovskite itu adalah material yang memliki struktur kristal khas dengan sangat efisien dalam menyerap cahaya matahari dan mengkonversi menjadi energi listrik. 

Lalu, apa saja struktur dari perovskite ini? Simak penjelasan dibawah ini ya!

Struktur dan Karakteristik Perovskite

Perovskite memiliki struktur kristal ABX, di mana A adalah kation organik atau logam, B adalah logam transisi seperti timah (Sn) atau timbal (Pb), dan X adalah anion halida seperti Cl, Br, atau I. Sifat fisik yang unik, termasuk mobilitas muatan yang tinggi, kemampuan penyerapan cahaya yang kuat, serta panjang difusi eksiton yang panjang, menjadikan perovskite sangat ideal untuk aplikasi sel surya.

Bagaimana sih prinsip kerja dari Sel Surya Perovskite ini?

Prinsip Kerja Sel Surya Perovskite

Sel surya perovskite bekerja dengan mengonversi foton dari sinar matahari menjadi elektron yang menghasilkan arus listrik. Ketika cahaya jatuh pada lapisan perovskite, elektron tereksitasi dari pita valensi ke pita konduksi, menciptakan lubang di pita valensi. Elektron dan lubang ini kemudian dipisahkan dan diarahkan ke elektroda, menghasilkan arus listrik yang dapat digunakan.

Sel surya perovskite terdiri dari beberapa lapisan, seperti lapisan transparan untuk memasukkan cahaya, lapisan perovskite sebagai material aktif, serta lapisan transport elektron dan lubang untuk mengumpulkan muatan. Struktur ini memungkinkan konversi energi yang lebih efisien dibandingkan sel surya berbasis silikon.

Perkembangan Teknologi Sel Surya Perovskite

Sejak diperkenalkan pada 2009 dengan efisiensi konversi daya sekitar 3,8%, sel surya perovskite telah berkembang pesat, mencapai efisiensi lebih dari 25% dalam waktu kurang dari sepuluh tahun. Peningkatan ini didorong oleh perubahan komposisi material, rekayasa lapisan, serta teknik produksi yang lebih maju. Teknologi tandem, yang mengombinasikan perovskite dengan sel surya silikon, juga berpotensi meningkatkan efisiensi hingga lebih dari 30%.

Tantangan dalam Pengembangan Sel Surya Perovskite

Walaupun menjanjikan, terdapat beberapa tantangan yang harus diselesaikan sebelum sel surya perovskite dapat digunakan secara luas. Salah satu tantangan utama adalah stabilitas material, karena perovskite rentan terhadap kerusakan akibat kelembapan, oksigen, dan suhu tinggi. Selain itu, banyak formulasi perovskite menggunakan timbal, yang menimbulkan kekhawatiran terkait dampak lingkungan dan kesehatan.

Perovskite menjanjikan sebagai material untuk sel surya generasi mendatang, dengan efisiensi tinggi, biaya produksi yang rendah, dan kemampuan integrasi dengan teknologi lain.