Ilmuwan di Korea Selatan telah mengembangkan sel surya yang sangat ringan dan fleksibel yang telah mencetak rekor dunia baru untuk efisiensi.

Tim peneliti di Korea Institute of Energy Research (KIER) menciptakan sel surya yang terbuat dari bahan perovskit dan CIGS (tembaga indium galium selenida).

Sel surya baru ini mencapai efisiensi konversi daya sebesar 23,64%, tertinggi yang pernah dilaporkan untuk jenis teknologi surya fleksibel ini.

Ini bisa menjadi pengubah permainan untuk penggunaan energi bersih di gedung, mobil, pesawat terbang, dan bahkan satelit.

Panel surya tradisional, yang sebagian besar terbuat dari silikon kristal, murah untuk diproduksi dan digunakan secara luas.

Namun, sel lapisan tunggal ini mendekati efisiensi maksimumnya, yang telah mendorong para ilmuwan untuk mengeksplorasi sel surya tandem.

Sel surya tandem menggabungkan dua bahan yang berbeda untuk menyerap lebih banyak sinar matahari dan menghasilkan lebih banyak energi.

Yang paling sukses sejauh ini adalah kombinasi perovskit/silikon, yang telah mencapai efisiensi setinggi 34,6%.

Namun ada sisi buruknya—sel-sel ini berat dan rapuh, sehingga tidak cocok untuk banyak penggunaan di dunia nyata.

Di sinilah sel surya tandem perovskit/CIGS yang fleksibel hadir. CIGS adalah bahan film tipis yang ringan dan dapat ditekuk, sehingga ideal untuk digunakan pada permukaan melengkung seperti sisi bangunan atau atap kendaraan.

Hingga saat ini, jenis sel ini memiliki efisiensi yang lebih rendah dan lebih sulit diproduksi.

Tim KIER mengatasi tantangan ini dengan menciptakan cara baru yang lebih sederhana untuk membuat sel dan dengan meningkatkan strukturnya.

Tim menggunakan proses "lepas landas" yang cerdas. Mereka mulai dengan melapisi lembaran kaca dengan lapisan polimida—bahan yang fleksibel dan tahan panas.

Kemudian, mereka membangun sel surya di atasnya dan kemudian mengelupasnya dari kaca.

Metode ini memungkinkan mereka memanfaatkan stabilitas kaca selama konstruksi, sekaligus menghasilkan produk akhir yang fleksibel.

Kaca datar juga memudahkan penerapan lapisan secara merata, sehingga meningkatkan kinerja dan keandalan.

Terobosan lain muncul dari pemahaman tentang cara mengurangi cacat kecil di dalam sel surya.

Selama proses produksi normal, kalium dari kaca dapat bocor ke dalam sel surya dan menimbulkan masalah yang menurunkan efisiensi.

Tim menggunakan simulasi komputer untuk menunjukkan bahwa lapisan polimida dapat menghalangi kalium ini menyebar terlalu jauh. Hal ini menghasilkan lebih sedikit cacat dan kinerja yang lebih baik.

Untuk menguji seberapa kuat sel surya mereka, para peneliti membengkokkannya 100.000 kali dalam simulasi laboratorium.

Setelah semua tekanan itu, sel surya masih mempertahankan 97,7% dari daya keluaran aslinya. Ini menunjukkan bahwa sel surya tidak hanya efisien, tetapi juga tahan lama.

Dr. Inyoung Jeong, yang memimpin penelitian tersebut, mengatakan pencapaian tersebut menunjukkan harapan besar untuk penggunaan komersial dan membawa kita lebih dekat ke sel surya yang tidak hanya fleksibel tetapi suatu hari nanti dapat mencapai efisiensi 30%.

Dr. Kihwan Kim, peneliti utama lainnya, mengatakan sel surya ini memiliki rasio daya terhadap berat sekitar sepuluh kali lebih tinggi daripada sel perovskit/silikon saat ini, yang membuatnya sangat berguna untuk sistem surya ringan di bidang seperti kedirgantaraan dan transportasi.

Tim berharap teknologi mereka akan mendukung pertumbuhan energi terbarukan dengan membuat tenaga surya lebih fleksibel, lebih ringan, dan lebih mudah digunakan dalam berbagai industri.