Matahari memancarkan daya yang cukup ke Bumi setiap detik untuk memenuhi kebutuhan energi total manusia selama lebih dari dua jam. Mengingat bahwa mereka sudah tersedia dan terbarukan, tenaga surya adalah sumber energi yang menarik. Namun, pada 2018, kurang dari 2% energi dunia berasal dari tenaga surya. Secara historis, pemanenan energi surya mahal dan relatif tidak efisien. Bahkan jumlah penggunaan matahari yang sederhana ini telah meningkat selama dua dekade terakhir, karena jumlah listrik yang dikumpulkan dari energi matahari di seluruh dunia meningkat lebih dari 300 kali lipat antara tahun 2000 dan 2019. Kemajuan teknologi baru selama dua dekade terakhir telah meningkatkan ketergantungan ini. Pembangkit listrik tenaga surya melalui penghematan biaya dan pengembangan teknologi baru menjanjikan peningkatan jumlah energi matahari ini dengan lebih lanjut mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi panel surya.
Sel Surya: Biaya, Tantangan, Dan Desain
Selama dua dekade terakhir, biaya yang terkait dengan sel surya, struktur yang dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik, terus menurun. National Renewable Energy Laboratory, laboratorium pemerintah AS yang mempelajari teknologi sel surya, diyakini berkontribusi dalam membuat sel surya lebih ekonomis. Mereka memperkirakan bahwa biaya lunak, yang meliputi biaya keras, biaya perangkat keras sel surya fisik, dan tenaga kerja atau biaya untuk mendapatkan izin pemerintah yang diperlukan, hampir sama (Gambar 1). Karena jumlah konsumen potensial dan ahli pemasangan untuk sel surya baru meningkat, biaya lunak diturunkan, memungkinkan perusahaan untuk memproduksi sel surya secara massal dan memasangnya dengan mudah. Biaya cahaya kurang dari setengah harga pada tahun 2000, terutama karena pengurangan biaya material dan peningkatan kemampuan sel untuk menangkap cahaya. Selain desain yang inovatif, rekayasa sel surya yang lebih hemat biaya dan efisien memerlukan pertimbangan yang cermat dari fisika yang terlibat dalam penangkapan panas matahari.
Masa Depan Sel Surya
Untuk mengungguli sel surya saat ini, desain baru harus mampu menangkap lebih banyak cahaya, mengubah energi cahaya menjadi listrik secara lebih efisien, dan/atau lebih murah untuk dibangun daripada desain saat ini. Produsen dan konsumen energi lebih cenderung mengadopsi tenaga surya ketika energi yang mereka hasilkan seringkali setara atau lebih murah daripada bentuk listrik tak terbarukan lainnya, sehingga meningkatkan desain sel surya saat ini harus mengurangi biaya keseluruhan untuk penggunaan yang luas. .
Opsi pertama adalah menambahkan perangkat keras yang memungkinkan sel surya menangkap lebih banyak cahaya, yang sebenarnya tidak harus mengorbankan desain sel surya saat ini teknologi yang dikembangkan menurut http://139.99.93.175/. Elektronik dapat dipasang dengan sel surya yang memungkinkan mereka melacak matahari saat bergerak melalui langit siang hari. Jika sel surya selalu mengarah ke matahari, lebih banyak foton yang akan mengenai sel daripada jika sel itu menunjuk ke matahari hanya sekitar tengah hari. Merancang perangkat elektronik yang dapat secara akurat dan konsisten melacak posisi matahari selama beberapa dekade dengan biaya yang wajar merupakan tantangan yang berkelanjutan, tetapi inovasi di bidang ini terus berlanjut. Alternatif untuk memindahkan sel surya itu sendiri adalah dengan menggunakan cermin untuk memfokuskan cahaya pada sel surya yang lebih kecil dan karenanya lebih murah.
Cara lain untuk meningkatkan kinerja sel surya adalah dengan lebih baik mengubah energi matahari menjadi listrik dengan menargetkan efisiensi. Sel surya dengan dua atau lebih lapisan bahan penangkap cahaya dapat menangkap lebih banyak foton daripada sel surya yang hanya memiliki satu lapisan. Sel surya empat lapis yang baru-baru ini diuji di laboratorium dapat menangkap 46% energi cahaya yang masuk. Baterai ini sebagian besar masih terlalu mahal dan sulit digunakan secara komersial. Namun, penelitian yang sedang berlangsung suatu hari nanti memungkinkan untuk mewujudkan sel-sel dengan efisiensi sangat tinggi tersebut.
Alternatif untuk meningkatkan efisiensi sel surya adalah dengan mengurangi biayanya. Meskipun pengolahan silikon telah menjadi lebih murah selama beberapa dekade terakhir, masih memberikan kontribusi yang signifikan terhadap biaya pemasangan sel surya. Dengan menggunakan panel surya yang lebih sedikit dan tipis, biaya material juga akan berkurang. “Sel surya film tipis” ini hanya setebal 2 hingga 8 mikrometer menggunakan lapisan bahan, yang hanya sekitar 1% dari jumlah yang digunakan untuk membuat sel surya konvensional. Seperti sel dengan banyak lapisan, sel surya film tipis agak rumit untuk diproduksi, membatasi aplikasinya, tetapi penelitian sedang berlangsung.
Baca Juga : Energi Surya vs Bahan Bakar Fosil
Dalam waktu dekat, sel surya silikon kemungkinan akan terus mengalami penurunan biaya dan dipasang dalam jumlah banyak. Di Amerika Serikat, pemotongan biaya ini diproyeksikan akan meningkatkan jumlah tenaga surya yang dihasilkan setidaknya 700% pada tahun 2050. Sementara itu, penelitian terhadap desain alternatif sel surya yang lebih efisien dan murah akan terus dilakukan. Bertahun-tahun dari sekarang, kita akan melihat pembangkit listrik tenaga surya dan atap menyediakan sumber energi yang bersih dan terbarukan dengan mengganti silikon. Perbaikan ini telah dan akan terus dimungkinkan oleh teknologi baru yang meningkatkan produksi massal sel surya dan membuatnya lebih murah dan lebih efisien.