Solusi energi dari Nanoteknologi-Solar cell
Welcome back to the blog.
Setelah sekian lama absen dari nulis blog karena kesibukan lab yang tak ada habisnya, malam ini aku sempatkan untuk mengisi lagi biar tidak kosong.
Nanoteknologi, sebagai kekuatan baru iptek, menyimpan kekuatan besar untuk memberi solusi pada masalah-masalah saat ini. Satu masalah yang cukup memusingkan adalah masalah energi. Mungkin saudara-saudara yang di tanah air sudah cukup mengalami dan mungkin sudah sampai taraf menjengkelkan. he he he…
Solusi energi dari nanoteknologi yang ingin saya kupas pertama adalah tentang solar cell. Seperti kita tahu, energi matahari adalah sumber energi yang berlimpah yang menjadi sumber kehidupan di muka bumi. Untuk merubah energi matahari menjadi energi listrik secara langsung diperlukan sebuah alat yang dinamakan solar cell (sel surya). Yang sudah dikenal umum sekarang dan sudah dijual di pasaran adalah sel surya yang berbahan dasar silikon. Dengan tingkat effisiensi yang tinggi-untuk ukuran solar cell, sekitar 10-20 %, solar cell jenis ini sudah bisa kita jumpai untuk aplikasi penghangat air, sumber energy perlintasan kereta api, alat pengatur jalan raya dst. Yang menjadi masalah pada penggunaan solar cell jenis ini adalah harga yang masih mahal. Hal ini karena teknologi yang digunakan untuk membuatnya merupakan teknologi vacum tinggi dengan tingkat kemurnian silikon yang super tinggi.
Untuk mengatasi masalah harga sel surya berbasis silikon yang mahal, sebuah teknologi sel surya berbasis nanoteknologi telah ditemukan dan sekarang sedang dalam pengembangan untuk komersialisasi. Solar cell jenis ini dinamakan DSSC (dye sensitized solar cell)-solar cell berbasis pewarna. Solar cell ini dinamakan juga Gratzel cell. Solar cell jenis ini murah karena menggunakan bahan semikonduktor murah TiO2 (pewarna putih pada cat) dan pewarna sebagai bahan aktifnya. Effisiensi tertinggi yang sudah dilaporkan mencapai 12%.
DSSC bekerja dengan cara menyerap sinar matahari untuk meng-ion-kan pewarnanya. Ion pewarna kemudian menginjeksi pita konduksi titania dan seterusnya mengalirkan elektron ke elektroda yang kemudian dihubungkan ke beban. Dari beban elektron kembali lagi ke cell untuk memicu reaksi redox elektrolit yodium dengan bantuan katalis Pt pada salah satu elektrodanya. Dengan cara ini, dye yang teroksidasi bisa kembali teregenerasi. Process ini berulang secara terus menerus untuk menghasilkan arus listrik dengan bantuan sinar matahari.
Yang menjadi perhatian utama dalam pengembangan solar cell jenis ini adalah untuk memecahkan masalah-masalah utama sebagai berikut:
1. Meningkatkan effisiensi solar cell, yaitu dengan cara mengganti dye yang lebih sensitif sampai IR region, mengganti semikonductor TiO2 dan juga merekayasa semikonduktor menjadi struktur nano untuk mempercepat aliran elektron ke elektrode untuk mencegah rekombinasi.
2. Memecahkan masalah sealing untuk mempertinggi umur sel. Hal ini karena dalam sel terdapat larutan elektrolit yang mempunyai pelarut yang mudah menguap. Dengan memberikan seal yang bagus, umur sel bisa di perpanjang.
Walaupun belum dalam tahap produksi masal karena masalah2 tersebut diatas, tetapi model demonya sudah mulai diperdagangkan seperti oleh Dyesol, Solaronix, dan solidea. Sayang belum ada perusahaan di Indonesia yang masuk di pengembangan solar cell jenis ini, jadi mungkin agak susah untuk mendapatkan versi demonya. Anda tertarik untuk memulai bisnis dibidang ini?