Efisiensi sel surya tandem perovskite-silikon kini makin mendekati batas tertinggi yang telah dicapai di bidang ini. Dalam pengujian terbaru, perangkat yang dikembangkan tim peneliti di China berhasil menembus efisiensi konversi daya 33,33%, dengan angka sertifikasi 32,89% pada area aktif sekitar satu sentimeter persegi.
Pencapaian itu menjadi penting karena sel surya yang lebih efisien dapat menghasilkan listrik lebih banyak dari sinar matahari yang sama. Dampaknya bukan hanya pada output, tetapi juga pada kemungkinan sistem yang lebih kecil, biaya pemasangan yang berpotensi lebih rendah, dan pemanfaatan ruang yang lebih efektif di atap maupun area perkotaan yang terbatas.
Menutup titik rawan di permukaan silikon
Tim dari Chinese Academy of Sciences’ Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering bekerja bersama Soochow University, Taizhou University, dan S.C Exact Equipment Co. Hasil studi mereka dipublikasikan pada 21 Mei di jurnal Matter dan juga dilaporkan EurekAlert.
Fokus utama penelitian ini ada pada permukaan silikon industri yang tidak rata. Permukaan tersebut memiliki tekstur kecil seperti piramida, dan kondisi ini membuat lapisan perovskite sulit dibuat halus serta merata.
Ketidaksempurnaan pada lapisan itu dapat memunculkan jalur kebocoran listrik kecil. Kebocoran inilah yang selama ini menjadi salah satu hambatan tersembunyi bagi performa sel surya tandem generasi baru.
Strategi baru yang tetap ramah produksi
Alih-alih mengubah seluruh proses produksi, para peneliti memilih menutup titik paling rawan secara lebih tepat. Mereka menggunakan metode yang disebut peak-selective passivation untuk menempatkan lapisan isolasi aluminium oksida yang sangat tipis hanya di puncak-puncak tekstur piramida.
Untuk melakukan itu, tim memakai polystyrene nanospheres sebagai bagian dari strategi penempatan lapisan tersebut. Pendekatan ini dirancang agar kebocoran listrik berkurang tanpa mengganggu struktur utama sel surya.
Para peneliti juga menilai metode ini sederhana dan kompatibel dengan manufaktur industri yang sudah ada. Hal itu membuatnya lebih menarik karena tidak menuntut perubahan besar pada jalur produksi yang telah berjalan.
Daya tahan ikut diperhitungkan
Peningkatan efisiensi memang menjadi sorotan utama, tetapi ketahanan perangkat tetap menjadi syarat penting sebelum teknologi ini dipakai lebih luas. Dalam pengujian yang sama, perangkat tersebut masih mempertahankan sekitar 90% dari efisiensi awalnya setelah 1.000 jam operasi tanpa henti.
Hasil itu memberi sinyal bahwa sel tandem tidak hanya makin kuat dari sisi performa, tetapi juga menunjukkan daya tahan yang menjanjikan. Bagi penggunaan nyata, kombinasi efisiensi tinggi dan stabilitas seperti ini sama-sama menentukan nilai teknologi tersebut.
Semakin dekat ke penerapan nyata
Sel surya tandem perovskite-silikon dipandang menarik karena menggabungkan dua lapisan dengan tujuan memaksimalkan pemanfaatan energi matahari. Rekor efisiensi dunia saat ini berada di 35,0%, sehingga capaian 33,33% menempatkan pendekatan baru ini semakin dekat ke puncak performa yang sudah dicapai.
Bagi rumah tangga dan bisnis, peningkatan semacam ini dapat membantu menekan tagihan listrik tanpa memerlukan ruang tambahan. Lokasi dengan atap sempit atau lahan terbatas juga berpotensi lebih diuntungkan oleh panel yang lebih efektif.
Jika manufaktur dapat dijalankan melalui jalur produksi yang sudah ada, adopsi listrik bersih berpotensi berlangsung lebih cepat. Produksi listrik bersih yang lebih terjangkau juga dapat membantu mengurangi polusi dari sumber energi kotor dan memberi dampak pada kesehatan publik serta kualitas udara.