Teknologi Sel Surya: Kemajuan dan Kelemahan Sel Surya Perovskit

Perkembangan sel surya telah berkembang hingga saat ini. Dari sel surya generasi pertama hingga saat ini, peneliti masih terus mengambangkan sel surya hingga saat ini. Para peneliti berbondong-bondong mencari bahan yang efisien digunakan, murah dan memiliki efisiensi tinggi, sehingga dapat diperoleh sel surya yang ekonomis dan efisiensi tinggi. Salah satu sel surya yang masuk kriteria tersebut adalah sel surya perovskite. Sel surya ini hingga saat ini masih dikembang hingga saat ini.

Sel surya Perovskit dibuat dari perovskite halide. Perovskit halida merupakan salah satu kelompok material yang menunjukkan kinirja tinggi dengan biaya murah pada perkembangan sel surya. Se surya ini menggunakan bahan-bahan yang ebrbasis halide bisa timbal (Pb) atau timah (Sn). Diakrenakan bahan-bahan yang digunakan berupa timbal atau timah, menyebabkan sel surya perovskt mudah dibuat dan mudah diperoleh.

Dalam penelitian, sel surya perovskite telah menunjukkan kemajuan yang luar biasa dalam beberapa tahun terakhir. Dalam catatan laporan terakhir, efisiensi yang diperoleh dari sel surya perovskite ini telah mencapai 25%. Dengan efifiensi yang begitu tinggi dan bahan yang mudah diperoleh dalam sekala besa menyebabkan sel surya perovskit menawarkan potensi besar dalam efisiensi tinggi dan biaya produksi yang rendah. Namun, masalah inti dari pengembangan sel surya ini masih menjadi bahan penelitian. Masalh inti tersebut berupa stabilitas janga pendek dan jangka panjang dari produk ini bil di edarkan.

Material Sel Surya Perovskit.

Dalam pengembangan sel surya perovskit digunakan bahan-bahan seperti timbal atau timah sebagai bahan utamanya. Sel perovskite Ternyata terbuat dari kritasl dengan mineral perovskite (CaTiO3). Bahan ini memiliki struktur ABX3. A yang nerupaan kation organik atau kation anorganik, dan B merupakan logam vervalensi dua seperti timah dan timbal. Terakhir X berupa anion halida. Oleh sebab itu material yang digunakan dama menyusun sel surya perovskit dapat dikatakan berasal dari senyawa organik-anorganik yang berbasis halide.  

Material penyusun sel surya perovskit ada 4 yaitu:

• Lapisan Perovskit Akif. Lapisan ini berupa lapisan yang berisi material perovskit.
• Kapisan penyangga elektron. Lapisan ini digunakan untuk membantu elektron dari lapisan perovskit berpindah ke elktroda dan mencergah terjadinya rekombinasi elektron.
• Lapisan penyangga. Lapisan ini berfungsin untuk tempat perpindahan lupang hole dari lapisan perovskit ke elektroda dan mencegah terhjadinya rekombinasi hole.
• Elektroda. Elektroda yang digunakan ada dua yaitu elektroda trasnparana yang digunakan di bagian depan sehingga cahaya dapat masuk dan menangkap elektron dan elektroda belakang yang digunakan untuk menangkap elektroda dasi sel surya.

Adapun material lain yang digunakan dengan tujuan meningkatkan kinerha dan stabilitas sel surya perovskit adalah material dots yang bertujuan meningkatkan penyerapan cahaya dan mengurangi rekombinasi muatan. Material lain adalah material anti-degradasi yang digunakan dengan tujuan agar material perovskitr terlindungi dari kembapan udara dan oksigen.

Keunggulan Sel Surya Perovskit.

Dengan kemaujuan riset dan inovasi di masa depan.  Tidak menutup kemungkinan sel surya perovskite ini memiliki potensi yang besar untuk menjadi teknologi utama dalam energi terbarukan terutama energi surya. Dengan biaya yang rendah, efisisensi yang tinggi membuat teknologi ini begitu menarik untuk di kembangkan dan di produksi dalam sekala besar.

Menggunakan sel surya perovskit memiliki beberapa keunggulan diantaranya:

• Efisisensi yang tinggi. Sejak sel surya perovskite di buat peningkatan esissiensi terus terjadi. Awalnya, pada tahun 2009 sel surya perovskite memiliki efisiensi sebesar 3% kemudian sel surya terus dikembangkan hingga memperoleh penigkatan efisiensi mencapai 25% pada level laboratorium yang sebanding dengan sel surya generasi pertama yaitu sel surya silikon konvensional. Upaya peningkatan efisiensi kemungkinan masih terus di lakukan guna memaksimalkan penggunaan dari sel surya perovskite.
• Biaya Produksi Rendah. Pembuatan sel surya perovskite lebih sederhanan dibandingkan sel surya silikon. Proses pembuatanya seperti spin-coating atau spray-coating dapat digunakan pada suhu yang rendah sehingga dapat mengurangi biaya produksinya. Hal ini tentu berbeda dengan sel surya silikon yang memerlukan suhu tinggi dan peroses yang lebih rumit dalam pengerjaanya. Selain itu bahan baku yang digunakan dalam pembuatan sel surya ini lebih murah. Perovskit dapat terbuat dari bahan-bahan yang berlimpah di alam dan mudah diperoleh, seperti timbal (Pb), yodium (I), timah (Sn), dan bromin (Br). Bahan-bahan ini tentu lebih murah di bandingkan bahan-bahan dari silikon.
• Tipis dan Ringan. Dikarenakan sel surya ini dibuat dengan lapis tipis maka, sel surya ini memiliki keunggulan berupa bentuknya yang tipis dan ringan. Selain itu dikarenakan teknologi yang digunakan dalam pembuatan sel surya ini merupakan teknologi lapis-tipis, menyebabkan sel surya ini tidal memerlukan bahan yang banyak dalam pembuatanya.

Tantangan dan kelemahan sel surya perovskit.

Disamping kelebihan dari sel surya perovskite ada juga tantangan dalam penggunaan sel sulya ini. Tangtanga tersebut yaitu:

• Stabilitas rendah. Sel surya perocskit dikatakan memiliki stabilitas rendah dalam artian jangka pemangkaianya lebih pendek dibandingkan sel surya silikon. Bahan dari sel surya ini rentang terdegradasi ketika berada di tempat lembab dan bersuhu tinggi. Para peneliti masih meneliti hal ini untuk meningkatkan stabilitas dari sel surya ini dengan melibahan teknik enkapsulasi yang lebih baik dan bahan yang lebih tahan lama.
• Stabilitas untuk produk massal. Efisiensi dari sel surya perovskit yang di produksi dalam sekala besar kemungkinan memiliki efisiensi lebih rendah di bandingkan laboratorium. Upaya meningkatkan efisiensi ini masih terus di kembangkan untuk memperoleh hasil terbaik.
• Toksisitas. Dalam penelitian yang telah di lakukan bahan yang digunakan untuk membuat sek surya yang paling efisien adalah timbal. Kita ketahui bahwa timbang termasuk ke dalam unsur yang berbahaya dan bersifat racun. Pada saain ini peneliti masih mempelajari bahan alternatif lain yang dapat digunakan untuk pembuatan sel surya perovskit ini.
• Degradasi. Selama uji coba, sel surya perovskite mengalami degradasi levih cepat ketika di gunakan di lapangan dibandingkan menggunakan sel surya silikon. Se suruya ini masih masi di kembangka untuk emmapstkan ketahanannya dalam kondisi di lingkungan.
• Teknologi yang masih berkembang. Seperti yang kita ketahui, sle surya perovskite masih dalam tahap pengambangan. Masoh banyak penelitian yang harus dilakukan untuk menyelesaikan tantangan dalam sel surya ini dan tentu saja di perlukan pengujian lebih lanjut sebelum benar-bernar di produksi secara masal dan di sebar luaskan.

Secara keseluruhan sle surya perovskite masih dalam tahap pengembangan untuk menyelasikan tantangan-tangangan dalam penggunaan sel surya ini. Sel surya perovskite menawarkan potensi-potensi besar untuk terus majud alam transisi menuju energi termabrukan yang lebih ramah lingkungan. Meskipun memiliki banyak tantangan, jika teknologi ini dapat berhasil di optimalkan dan di prosuksi secara besar-besaran, sel surya ii dapat menjadi salah satu sel surya yang dpat memenuhi kebutuhan energi di massa depan.