Sel Surya Perovskite: Transisi Menuju Energi Terbarukan

Ilustrasi rangkaian perangkat sel surya (Sumber: Shutterstock)

Tantangan perubahan iklim dan krisis energi telah mendorong pencarian solusi yang inovatif dan berkelanjutan untuk memenuhi kebutuhan energi dunia. Di tengah panggung solusi energi bersih dan terbarukan, sel surya telah muncul sebagai salah satu teknologi yang paling menjanjikan. Dengan kemampuannya untuk mengubah energi matahari yang tidak terbatas menjadi energi listrik, sel surya menawarkan potensi sebagai sumber energi terbarukan untuk mengurangi ketergantungan global pada bahan bakar fosil. Dari penemuan awal hingga perkembangan terkini, evolusi sel surya terus mengubah cara kita memandang sumber energi. Salah satu titik terang dalam perjalanan ini adalah sel surya berbahan perovskit, yang mendapat sorotan karena potensi konversi energinya yang tinggi.

Sejarah perovskit sebagai material dalam sel surya membentang jauh sebelum revolusi energi terbarukan yang kita saksikan saat ini. Senyawa ini pertama kali diidentifikasi oleh mineralogis Jerman Gustav Rose pada tahun 1839, perovskit memiliki struktur kristal khas dengan rumus kimia ABX3. Namun, peran perovskit dalam teknologi sel surya baru terungkap pada awal abad ke-21. Penelitian tentang potensinya sebagai sel surya dimulai pada tahun 2000-an, tetapi titik baliknya terjadi pada tahun 2009 ketika makalah penelitian dari Universitas Tōhoku di Jepang diterbitkan di jurnal Science. Makalah ini, yang dipimpin oleh Tsutomu Miyasaka, membawa perhatian internasional dengan melaporkan efisiensi konversi energi cahaya menjadi listrik sebesar 3,8% menggunakan sel surya perovskit. Dari sinilah, perovskit mulai dianggap sebagai kandidat serius dalam lanskap energi terbarukan. Kemajuan besar berikutnya terjadi pada tahun 2012, ketika tim peneliti dari Universitas Oxford melaporkan efisiensi konversi energi mencapai lebih dari 10%, bahkan pada tahun 2016, efisiensi sel surya perovskite mencapai angka hampir 22%, mendekati bahkan melebihi efisiensi sel surya konvensional seperti sel surya CdTe.

Jadi, bagaimana sebenarnya sel surya perovskit ini bekerja? Ketika sinar matahari menyentuh permukaan sel surya, lapisan perovskit menyerap foton-foton tersebut dan menghasilkan pasangan elektron-lubang. Elektron yang terlepas menciptakan arus listrik, sementara lubangnya mengarah ke arah yang berlawanan. Ini membentuk aliran listrik yang bisa dimanfaatkan. Konsep ini menunjukkan bagaimana sel surya perovskit memanfaatkan sifat optoelektronik perovskit untuk menghasilkan listrik.

Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian tentang sel surya perovskit telah menjadi sorotan di banyak negara di seluruh dunia, termasuk Jepang, Inggris, dan Amerika Serikat, Indonesia juga turut berperan dalam memajukan teknologi ini. Kerja sama antara lembaga riset Indonesia dan mitra internasional serta partisipasi aktif Indonesia dalam konferensi dan seminar internasional tentang energi terbarukan, telah menjadi wadah untuk berbagi pengetahuan, teknologi, dan sumber daya dalam pengembangan sel surya perovskit. Faktanya, jumlah publikasi ilmiah yang mencakup topik ini terus meningkat, mencerminkan minat yang bertumbuh dalam teknologi ini. Misalnya, pada tahun 2022 lebih dari 5.000 artikel ilmiah terkait sel surya perovskit telah dipublikasikan, menandakan popularitas dan relevansi materi tersebut dalam komunitas penelitian.

Data ini menunjukkan bahwa sel surya perovskit bukan hanya menjadi subjek riset yang menarik, tetapi juga mengalami kemajuan yang substansial dalam hal efisiensi konversi energi, menjadikannya pesaing serius dalam lanskap energi terbarukan. Namun, tentunya tantangan seperti daya tahan dan stabilitas masih perlu diatasi dengan berbagai penelitian dan inovasi terkait kinerja dan stabilitasnya. Dengan terus mendorong batas pengetahuan dan teknologi, harapannya adalah sel surya perovskit akan terus memainkan peran penting dalam transformasi menuju masa depan energi bersih dan berkelanjutan.