Peningkatan Efisiensi Sel Surya dengan Menggunakan Nanowire

Nanoteknologi adalah suatu ilmu manipulasi material dalam skala nano yaitu dengan ukuran 10^-9 meter. Penggunaan nanoteknologi dapat diimplementasikan di berbagai bidang seperti kesehatan, militer, kosmetik, dan obat. Penggunaan nanoteknologi juga dapat meningkatan efisiensi produksi energi yang ramah lingkungan seperti penggunaan sel surya.

Sel surya merupakan salah satu penghasil energi terbarukan yang mendukung SDG ke 7 yaitu Affordable and Clean Energy. Normalnya sel surya dibuat dengan berbahan dasar Silikon (Si), tetapi jika dibuat menggunakan material silikon, efisiensi energi yang dihasilkan masih terbatas dan biaya produksi mahal. Solusi dari kekurangan-kekurangan tersebut adalah dengan menggunakan sel surya berbahan dasar nanowire (NW).

Nanowire atau kawat nano adalah suatu struktur rasio aspek tinggi dimana dua dimensi mempunyai skala panjang ratusan nanometer. Penggunaan nanowire pada sel surya dianggap lebih unggul dibandingkan silikon karena luas permukaannya yang besar dan dimensi yang kecil sehingga dapat menyerap energi foton lebih banyak.

Nanowire mempunyai keunggulan dalam menyerap cahaya dibandingkan material planar dengan volume yang setara, sehingga dengan ukuran sel surya yang kecil, penyerapan energi cahaya akan tetap maksimal setara dengan ukuran sel surya yang besar. Nanowire dengan heterostruktur merupakan konfigurasi yang paling sering digunakan dalam sel surya nanowire. Struktur ini mempunyai keunggulan berupa cahaya yang datang dengan arah yang sejajar dengan nanowire akan membuat indeks terhuyung-huyung yang efektif. Hal ini mengindikasikan bahwa nanowire dengan heterostruktur dapat mengurangi pantulan cahaya.

Untuk memproduksi sel surya berbahan nanowire secara komersial dibutuhkan pengurangan biaya substrat dan pengurangan biaya manufaktur. Selain itu, perlu sistem daur ulang yang baik mengingat toksisitas material yang digunakan. Pengujian yang ketat juga dibutuhkan untuk mengevaluasi stabilitas jangka panjang dan keandalan dalam kondisi operasi sel surya di luar ruangan.

Kebutuhan penyimpanan energi yang hijau, efisien, dan dapat diakses oleh semua orang semakin tahun semakin meningkat apalagi mengingat kita sudah masuk ke revolusi industri 5.0. Penggunaan green energy merupakan alternatif yang lebih bersih dibanding penggunaan minyak, gas, dan batu bara. Salah satu contoh penggunaan green energy adalah dengan memanfaatkan cahaya dengan menggunakan sel surya. Pemakaian sel surya dengan bermaterial dasar nanowire dapat meningkatkan efisiensi penyimpanan energi. Tidak hanya itu, material ini juga lebih murah dan tidak perlu menggunakan lahan besar sehingga semua kalangan masyarakat dapat menjangkaunya. sesuai dengan target sdg ke 7, diharapkan pada tahun 2030 terdapat akses universal terhadap energi yang terjangkau, bersih, dan efisien.