Dr. Robi Kurniawan, M.Si.
Nandang Mufti, M.T., Ph.D.
Joko Utomo, S.Si., M.Sc.
Prof. Kouichi Takase
1 November 2021
Research/Penelitian,
SDG 7. Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all
SDG 9. Industry, Innovation and Infrastructure
SDG 11. Sustainable Cities and Communities
SDG 13. Climate Action
Ketersediaan energi menjadi perhatian utama karena merupakan kunci dalam kegiatan industri, transportasi dan kebutuhan rumah tangga saat ini. Perlu diketahui bahwa penggunaan bahan bakar fosil memiliki proporsi yang sangat tinggi dan hal ini menyebabkan berkurangnya ketersediaan alam, kerusakan lingkungan, pencemaran udara dan pemanasan global, sehingga perlu dicari sumber energi alternatif. Di antara beberapa jenis sumber energi, matahari menjadi pilihan untuk mengatasi permasalahan tersebut. Letak geografis Indonesia yang berada di garis khatulistiwa sangat menguntungkan untuk penerapan sumber energi matahari karena negara ini memiliki intensitas radiasi matahari yang baik. Saat ini, masalah utama sel surya adalah inefisiensi. Penelitian ini berfokus pada optimalisasi kinerja sel surya sehingga dapat memfasilitasi terwujudnya energi ramah lingkungan. Hal ini sejalan dengan pembangunan berkelanjutan Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs) terkait poin 7, yaitu memastikan akses energi yang terjangkau, berkelanjutan dan modern mungkin. Selain itu, kegiatan penelitian ini juga dapat merangsang pembangunan infrastruktur untuk memungkinkan industrialisasi inklusif dan juga merangsang inovasi (SDG 9), kelestarian lingkungan (SDG 11) dan aksi nyata melawan perubahan iklim (SDG 13).
Kegiatan penelitian ini dilaksanakan pada tanggal 3 Juli sampai dengan 30 Oktober 2021 dengan menyusun hierarki morfologi ZnO pada substrat Si(p-Si) tipe p untuk meningkatkan kinerjanya sebagai kolektor pada aplikasi sel surya, seperti terlihat pada Gambar 1. Optimasi efisiensi sel surya dengan membangkitkan morfologi ZnO secara hierarkis. Di sini, penyesuaian dilakukan dengan mengontrol parameter pertumbuhan, terutama konsentrasi prekursor dan suhu sintesis. Pengembangan sistem sel surya hierarkis berbasis ZnO/p-Si ini bertujuan untuk mencapai sifat optik dan stabilitas yang baik, yang kemudian dapat digunakan sebagai dasar untuk pengembangan perangkat pemanen energi dengan kinerja tinggi.
Kegiatan penelitian ini telah berhasil menumbuhkan seng oksida (ZnO) hierarkis berbasis p-Si dengan kombinasi metode sputtering dan hidrotermal. Pengontrolan konsentrasi dan suhu berhasil mengubah morfologi ZnO dalam granul dan pelat. Sifat sampel dikonfirmasi dengan SEM, XRD, FTIR dan SE. Hasil analisis SEM menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu sintesis maka proses solidifikasi semakin dominan dan semakin tinggi konsentrasi prekursor yang mengubah morfologi menjadi kombinasi partikel dan pelat. Peningkatan suhu menyebabkan peningkatan kristalinitas dan penyerapan cahaya. Transfer elektron dan efisiensi dikonfirmasi dengan BELF, SELF, konduktivitas optik dan berat spektral. Perubahan morfologi dan struktur akibat peningkatan konsentrasi prekursor menyebabkan peningkatan transfer elektron dari sampel. Hanya dengan begitu optimasi sel surya dapat dilakukan dengan baik.
