Pemanfaatan energi matahari sebagai energi bersih alternatif menjadi pilihan yang semakin dilirik penggunaannya. Sistem pembangkit listrik ini menggunakan panel surya atau dikenal juga dengan Solar PV (Solar Photovoltaic Cells).
Secara umum, Solar PV merupakan teknologi sel surya yang menggunakan bahan semikonduktor untuk menyerap cahaya matahari yang kemudian dikonversi menjadi energi listrik.
Prinsip Kerja Solar PV
Solar PV terdiri atas dua komponen penting, yaitu elektroda dan semikonduktor. Permukaan elektroda akan menangkap sinar matahari yang kemudian diubah menjadi listrik oleh bagian semikonduktor. Semikonduktor yang digunakan adalah yang dapat menyerap cahaya matahari.
Ada tiga tahapan utama pada PV:
- Penyerapan cahaya oleh bahan aktif
- Pemisahan muatan
- Pengumpulan muatan pada elektroda
Teknologi PV
Dalam beberapa tahun terakhir, terdapat peningkatan penggunaan energi terbarukan. Solar PV sendiri sudah dikembangkan sejak tahun 1954. Teknologinya sendiri sudah memiliki tiga generasi di antaranya:
Generasi pertama:
Wafer-based (crystalline silicon)
Yang sudah dikomersialisasikan dan menguasai sekitar 95% pasar. Ini merupakan jenis PV yang paling banyak digunakan dan memiliki band gap 1,12 eV @300K.
Umumnya, teknologi ini menggunakan bahan baku berupa silikon dengan kemurnian tinggi, misalnya pasir kuarsa, yang kemudian direaksikan dengan karbon. Lalu, silikon tersebut dipanaskan dalam tungku bersuhu 1500-2000°C, dan akan menghasilkan Metallurgical Grade Silicon dengan tingkat kemurnian 98.5%. Metallurgical Grade Silicon tersebut kemudian melalui proses panjang hingga mencapai 99.9999%-solar grade silicon.
Generasi kedua:
Thin film (CdTe, CIGS, amorphous silicon)
Adalah salah satu teknologi PV yang sudah dikomersialisasikan. Teknologi ini memiliki tingkat efisiensi 22%. Walaupun demikian, ketersediaan bahan baku teknologi PV ini masih terbilang jarang ditemukan di pasaran dan relatif mahal. Maka dari itu, riset bermunculan untuk mencari material baru yang relatif lebih murah, earth-abundant, dan non-toxic.
Generasi ketiga:
Ini merupakan generasi terbaru dari teknologi PV, yang meliputi:
Organic PV
Teknologi ini menggunakan material yang lebih murah dan pemrosesan yang lebih sederhana dan tidak memakan biaya yang besar. Salah satunya dengan menggunakan campuran polimer dan bahan baku yang tidak terlalu banyak. Dapat diproses melalui printing. Sel surya yang dihasilkan juga lebih fleksibel.
Dye-Sensitized PV
Merupakan teknologi PV yang menggunakan pewarna organik untuk menyerap sinar matahari dan dapat digunakan baik di dalam maupun di luar ruangan. Selain nilai estetika yang dimiliki, PV jenis ini juga dapat menyerap cahaya alami dan buatan. PV jenis ini memiliki tingkat efisiensi sekitar 12%.
Perovskite PV
PV ini memiliki tingkat efisiensi paling tinggi sekitar 25.7%. Dalam pengoperasiannya, teknologi ini memerlukan biaya yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan jenis PV lainnya. Namun, teknologi ini belum dikomersialisasikan.
