Artikel INI DIPUBLIKASI dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons.
Pemandangan panel surya yang dipasang di atap-atap dan lahan energi besar telah menjadi hal yang lazim di banyak daerah di seluruh dunia. Bahkan di Inggris yang abu-abu dan hujan, listrik surya menjadi pemain utama dalam pembangkit listrik.
Lonjakan dalam listrik surya ini didorong oleh dua perkembangan utama. Pertama, ilmuwan, insinyur, dan mereka di industri belajar bagaimana membuat panel surya dengan jumlah yang sangat banyak. Setiap langkah produksi dioptimalkan dengan cermat untuk membuatnya sangat murah. Yang kedua dan yang paling signifikan adalah peningkatan terus-menerus dalam efisiensi konversi daya panel—sebuah ukuran seberapa banyak sinar matahari dapat diubah menjadi listrik.
Semakin tinggi efisiensi panel surya, semakin murah listriknya. Hal ini mungkin membuat Anda bertanya-tanya: Seberapa efisien sebenarnya energi surya bisa menjadi? Dan apakah itu akan mengurangi tagihan energi kita?
Panel surya yang tersedia secara komersial saat ini mengubah sekitar 20 hingga 22 persen sinar matahari menjadi listrik. Namun, penelitian baru yang diterbitkan di Nature telah menunjukkan bahwa panel surya masa depan bisa mencapai efisiensi hingga 34 persen dengan memanfaatkan teknologi baru yang disebut sel surya tandem. Penelitian tersebut menunjukkan efisiensi konversi daya rekor untuk sel surya tandem.
Apa Itu Sel Surya Tandem?
Sel surya tradisional dibuat menggunakan satu material untuk menyerap sinar matahari. Saat ini, hampir semua panel surya dibuat dari silikon—material yang sama dengan inti chip mikro. Meskipun silikon adalah material yang sudah matang dan dapat diandalkan, efisiensinya terbatas hingga sekitar 29 persen.
Untuk mengatasi batasan ini, ilmuwan beralih ke sel surya tandem, yang menumpuk dua material surya di atas satu sama lain untuk menangkap lebih banyak energi matahari.
Dalam makalah Nature yang baru, tim peneliti di perusahaan energi LONGi melaporkan sel surya tandem baru yang menggabungkan material silikon dan perovskite. Berkat penyerapan sinar matahari yang lebih baik, tandem perovskite-silikon baru telah mencapai efisiensi 33,89 persen—rekor dunia.
Material surya perovskite, yang ditemukan kurang dari dua dekade yang lalu, telah muncul sebagai pelengkap ideal untuk teknologi silikon yang sudah mapan. Rahasianya terletak pada penyetelan penyerapan cahaya mereka. Material perovskite dapat menangkap cahaya biru berenergi tinggi lebih efisien daripada silikon.
Dengan cara ini, kerugian energi dihindari dan efisiensi tandem total meningkat. Material lain, yang disebut semikonduktor III-V, juga telah digunakan dalam sel tandem dan mencapai efisiensi lebih tinggi. Masalahnya adalah sulit diproduksi dan mahal, sehingga hanya dapat dibuat sel surya kecil dalam kombinasi dengan cahaya fokus.
Komunitas ilmiah sangat berupaya dalam sel surya perovskite. Mereka telah menjaga tingkat perkembangan yang fenomenal dengan efisiensi (untuk sel tunggal di lab) naik dari 14 persen menjadi 26 persen dalam hanya 10 tahun. Kemajuan tersebut memungkinkan integrasi mereka ke dalam sel surya tandem ultra-efisien, menunjukkan jalan ke teknologi fotovoltaik skala triliunan watt yang dibutuhkan dunia untuk mendekarbonisasi produksi energi kita.
Biaya Listrik Surya
Sel tandem baru yang memecahkan rekor dapat menangkap energi surya tambahan 60 persen. Ini berarti panel yang lebih sedikit diperlukan untuk menghasilkan energi yang sama, mengurangi biaya instalasi dan lahan (atau area atap) yang diperlukan untuk ladang surya.
Ini juga berarti operator pembangkit listrik akan menghasilkan energi surya dengan keuntungan yang lebih tinggi. Namun, karena cara harga listrik ditetapkan di Inggris, konsumen mungkin tidak pernah melihat perbedaan dalam tagihan listrik mereka. Perbedaan nyata terjadi ketika Anda mempertimbangkan instalasi surya atap di mana area terbatas dan ruang harus dimanfaatkan secara efektif.