By adminvps85 
Beberapa pihak berpendapat bahwa kemajuan dalam sel surya perovskit menandakan kita berada di ambang revolusi surya berikutnya. Namun, seiring mereka keluar dari laboratorium, semuanya bergantung pada bagaimana mereka bertahan di dunia nyata.
Di dalam sebuah laboratorium di pinggiran Oxford, Inggris, sampel sel surya fotovoltaik (PV) ditumpuk menunggu untuk menjalani berbagai pengujian. Seorang peneliti menggunakan mikroskop elektron untuk memindai dan menganalisis sel-sel tersebut untuk mencari pengotor yang dapat memengaruhi efisiensi. Peneliti lain mengukur respons sel terhadap perubahan spektrum cahaya.
Laboratorium ini dikelola oleh Oxford PV, perusahaan spin-off dari Universitas Oxford, satu dari beberapa perusahaan rintisan di seluruh dunia yang mengembangkan apa yang oleh sebagian orang dikatakan sebagai generasi baru tenaga surya yang mengubah permainan: sel surya perovskit tandem.
Teknologi ini menggabungkan silikon, material yang saat ini digunakan dalam panel fotovoltaik surya (PV) di seluruh dunia, dengan material perovskit untuk meningkatkan secara besar-besaran efisiensi konversi sinar matahari menjadi listrik oleh panel surya.
Perovskite adalah mineral yang pertama kali ditemukan di Pegunungan Ural di Eurasia pada tahun 1839. Namun, nama tersebut kini merujuk pada berbagai material yang dibuat secara sintetis dengan struktur kristal yang menyerupai mineral tersebut. Perovskite dapat diproduksi dari material seperti bromin, klorin, timbal, dan timah, yang semuanya tersedia secara luas saat ini .
Menurut para pendukung ” material ajaib ” ini, panel perovskit menjanjikan peningkatan energi yang dihasilkan oleh ladang surya dan atap dengan harga murah, dan dapat berfungsi jauh lebih baik daripada panel silikon pada satelit dan mobil listrik.
Namun, para kritikus teknologi ini khawatir bahwa kerentanan perovskit yang lebih tinggi terhadap kelembapan dan panas akan mempercepat degradasinya. Mereka juga mengkhawatirkan perovskit yang umumnya mengandung timbal , zat beracun yang dapat berdampak buruk bagi kesehatan dan lingkungan.
Banyak perusahaan rintisan dan peneliti yang berupaya mengatasi tantangan ini yakin bahwa panel tandem kini siap untuk digunakan secara luas. Namun, terlepas dari banyaknya catatan efisiensi yang dikumpulkan dari laboratorium, belum terbukti bahwa panel ini akan mencapai hasil nyata di dunia nyata.
Tenaga surya baru
Tenaga surya kini menyumbang hampir 7% dari pembangkitan listrik global dan terus meningkat pesat: tumbuh sebesar 29% pada tahun 2024. Tenaga surya juga menjadi sumber listrik baru termurah kedua di dunia, termasuk di AS (hanya angin darat yang lebih murah). Sebuah analisis pada tahun 2023 menemukan bahwa lintasan teknologi surya mungkin telah mencapai titik kritis untuk mendominasi pasar listrik global, bahkan tanpa kebijakan iklim lebih lanjut.
Panel silikon konvensional mendominasi pasar tenaga surya fotovoltaik saat ini, tetapi efisiensinya (ukuran jumlah sinar matahari yang dikonversi menjadi energi) memiliki batas atas yang relatif rendah. Efisiensi merupakan kunci bagi energi terbarukan, karena pertumbuhan yang pesat pada skala yang dibutuhkan untuk dekarbonisasi global bergantung pada produksi energi tingkat tertinggi dengan biaya serendah mungkin.
Keuntungan utama perovskit dibandingkan silikon adalah mereka dapat mengubah lebih banyak spektrum cahaya menjadi energi , karena kombinasi berbagai faktor termasuk mobilitas elektron yang tinggi di dalam sel.
Sel perovskit dapat digunakan sendiri dalam beberapa aplikasi. Sel ini sangat tipis, artinya dapat disemprotkan ke permukaan, seperti jendela, dengan sejumlah perusahaan yang saat ini sedang menguji coba teknologi ini . Namun, penggunaan perovskit bersama silikon memberikan manfaat yang sama, baik silikon maupun perovskit, dalam hal penyerapan energi matahari. Sel yang hanya terbuat dari silikon biasanya memiliki efisiensi 21-23%, dan meskipun peningkatan dimungkinkan, efisiensi maksimum teoretisnya adalah sekitar 33%. Pada sel surya tandem perovskit, efisiensi maksimum teoretisnya meningkat hingga lebih dari 47%.
Oxford PV mengatakan kemampuan panel ini untuk menghasilkan lebih banyak daya di area yang sama akan mengurangi biaya listrik sekitar 10% dibandingkan dengan panel silikon standar, menurut analisis internalnya sendiri.
Ketika diskusi tentang panel tandem dimulai pada akhir tahun 2000-an , industri awalnya skeptis, banyak yang percaya bahwa panel tandem terlalu muluk untuk menjadi kenyataan, kata David Ward, CEO Oxford PV. “Menyatukan dua sel untuk menyerap lebih banyak sinar matahari sudah dikenal sebelumnya, tetapi biayanya sangat mahal,” tambahnya. “Kombinasi yang disebut galium arsenida bekerja dengan prinsip yang sama, tetapi harganya jauh lebih mahal daripada silikon.”
Panel surya tandem perovskite juga memiliki kekurangan. Sebuah studi menemukan bahwa teknologi ini memiliki dampak lingkungan hingga 7% lebih tinggi per panel dibandingkan panel surya PV silikon biasa, karena proses tambahan yang diperlukan untuk manufaktur. Meskipun studi tersebut juga mencatat bahwa peningkatan output mereka lebih dari cukup untuk mengimbangi hal ini, karena jumlah panel yang dibutuhkan lebih sedikit untuk jumlah energi yang sama.
Perovskit juga rentan terhadap kelembapan dan suhu tinggi , dan produk-produk awal jauh kurang tahan lama dan stabil dibandingkan silikon. Kandungan timbal yang sedikit – zat beracun – di dalam panel juga menimbulkan kecurigaan .
Namun, jika dibandingkan dengan keluaran energi panel, skala timbal yang digunakan sangat kecil, dan jauh lebih rendah dibandingkan dengan jumlah energi yang sama yang dihasilkan dari pembakaran batu bara , menurut Joseph Berry, peneliti di Laboratorium Energi Terbarukan Nasional AS, yang mempelajari kelayakan komersial perovskit untuk teknologi surya . Masalah toksisitas saat membuang panel dapat dihindari melalui perancangan proses daur ulang atau penggunaan kembali yang tepat, tambahnya.
Oxford PV menyatakan bahwa panelnya dirancang untuk didaur ulang dengan cara yang sama seperti panel silikon standar (yang juga mengandung timbal). Industri surya secara umum sedang mencari cara terbaik untuk mendaur ulang panel, termasuk timbal.
Manfaat di dunia nyata?
Di laboratorium Oxford PV, operasi difokuskan pada penyelesaian masalah teknis yang tersisa pada sel surya tandem.
Di sini, sebuah ruang lingkungan melakukan “uji penuaan dipercepat”, di mana sel uji terpapar kondisi ekstrem seperti panas tinggi, kelembapan, dan siklus panas-dingin yang cepat, mensimulasikan paparan lingkungan selama bertahun-tahun dalam hitungan minggu atau bulan. “Uji ini memberikan gambaran tentang bagaimana sel dapat terdegradasi di lapangan dalam berbagai kondisi tanpa harus menunggu lima, 10, atau 15 tahun,” ujar Laura Miranda, kepala divisi keberlanjutan di Oxford PV.
Mengingat sensitivitas perovskit terhadap kelembapan dan panas, data yang menunjukkan keandalan jangka panjangnya akan sangat penting untuk komersialisasi. Namun, data tersebut sulit ditemukan dalam teknologi yang masih sangat baru ini, kata Berry. “Produsen modul silikon dapat menjamin masa pakai 30 tahun karena mereka memiliki data lapangan selama 30 tahun,” ujarnya. “Namun, untuk perovskit, mengetahui bahwa modul yang kami buat hari ini akan bertahan selama 30 tahun adalah pertanyaan yang sangat sulit dalam ilmu material.”
Laju pengembangan yang pesat berarti uji lapangan di dunia nyata tidak akan memberikan jawaban, tambahnya. “Perangkat yang kami buat 10 tahun lalu tidak relevan dengan keandalan yang ada saat ini.”
Bagaimanapun, sementara sel tandem terdegradasi lebih cepat daripada sel yang hanya terbuat dari silikon, daya ekstra yang mereka hasilkanlah yang penting untuk kelangsungan hidup, menurut Scott Graybeal, kepala eksekutif Caelux, perusahaan spin-off berbasis di AS dari Institut Teknologi California yang juga mengembangkan sel tandem perovskit.
“Nilai sebenarnya di sini adalah berapa banyak energi yang akan Anda hasilkan selama jangka waktu kontrak pembelian listrik,” ujarnya. “Itulah yang menjadi perhatian orang-orang.”
Upaya Oxford PV tampaknya membuahkan hasil. Pada tahun 2024, mereka mencetak rekor baru untuk modul surya ukuran residensial paling efisien di dunia, dengan efisiensi konversi sebesar 26,9%. Oxford PV yakin program penelitian dan pengembangannya akan terus meningkatkan efisiensi sel sebesar satu poin persentase per tahun.
Pemain perovskit tandem lainnya telah menjadi berita utama dengan efisiensi lebih dari 30%, tetapi ini seringkali merupakan uji coba skala laboratorium untuk sel yang belum ada di pasaran. Menurut pakar Jepang Tsutomu Miyasaka, yang timnya merupakan yang pertama menggunakan perovskit untuk aplikasi tenaga surya pada tahun 2009, rekor yang dicapai untuk sel buatan laboratorium umumnya merupakan sel “juara” yang berkinerja lebih baik daripada panel yang lebih besar yang diproduksi di pabrik, di mana kualitasnya dapat tidak konsisten di area yang luas.
Berry menekankan bahwa data yang diklaim perusahaan dalam lembar spesifikasi komersial kepada pembeli lebih mewakili kinerja. “Jika mereka mampu menutup kesenjangan antara data ini dan catatan mereka, itu berarti,” ujarnya.
Oxford PV mengatakan saat ini sedang memproduksi sel suryanya di sebuah pabrik di Jerman dan baru-baru ini mengirimkan uji coba pertamanya berupa panel surya tandem berkapasitas sekitar 100 kW (cukup untuk memberi daya pada sekitar 14 rumah tangga rata-rata di AS ) ke sebuah pembangkit listrik tenaga surya skala komersial di AS. Model-model surya ini memiliki efisiensi 24,5%, menurut Oxford PV, dan kinerjanya akan dipantau secara ketat. “Kami ingin panel kami diuji di berbagai belahan dunia agar kami dapat membangun kumpulan data kinerja,” ujar Ward.
Perusahaan ini bukan satu-satunya yang mendorong peningkatan skala. Pada Juni 2025, Swift Solar, perusahaan spin-out dari universitas-universitas AS, Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan Stanford, mengumumkan uji coba dengan perusahaan infrastruktur komunikasi American Tower Corporation untuk memasang panel tandem perovskite di sekitar 42.000 menara telekomunikasinya. CubicPV dan NREL yang berbasis di Boston telah mencapai efisiensi 24% dalam sel tandem. Caelux baru-baru ini mengirimkan pengiriman komersial pertamanya untuk teknologi perovskite Active Glass.
Perusahaan-perusahaan di Tiongkok, pasar tenaga surya terbesar di dunia sejauh ini, juga bergerak cepat. Pada April 2025, raksasa tenaga surya Trinasolar yang berbasis di Changzhou dilaporkan mengumumkan rekor dunia baru efisiensi konversi sebesar 31,1% pada sel surya tandem, dan Oxford PV baru-baru ini menandatangani kesepakatan yang memungkinkan perusahaan tersebut melisensikan teknologinya di pasar domestik Tiongkok. Perusahaan lain juga telah mengumumkan efisiensi konversi mereka yang tinggi, termasuk Longi yang berbasis di Shanghai yang mengklaim telah mencapai efisiensi 33,9% untuk sel tunggal.
Mobil dan pesawat ruang angkasa
Meskipun dorongan utama para pengembang ini adalah menjadikan panel tandem sebagai hal yang umum di ladang surya dan atap, beberapa juga mengeksplorasi penggunaan baru lainnya. Mereka mengatakan efisiensinya yang lebih tinggi dapat membuatnya sangat cocok untuk beberapa penggunaan khusus – seperti memasang panel surya di atap mobil listrik.