maylodiaaa
Aplikasi Nanoteknologi dalam Sensor Panel Surya
Iptek | 2025-12-10 01:56:17
Seperti yang diketahui saat ini, indonesia merupakan salah satu negara dengan emisi karbon terbesar di dunia. Emisi karbon (CO2) dari sektor energi dan industri global mencapai rekor tertinggi pada tahun 2024, yaitu 37,6 gigaton (Gt) karbon (CO2), meningkat 0,8% dari tahun sebelumnya. Emisi karbon ini salah satunya berasal dari sektor energi, seperti penggunaan bahan bakar fosil, terutama batu bara (Ghasemzadeh & Shayan, 2020). Hal ini dikarenakan ketergantungan rakyat indonesia akan bahan bakar fosil di kehidupan sehari-hari. Emisi karbon sendiri memiliki dampak negatif dalam jangka panjang. Dampak ini meliputi perubahan iklim dan cuaca dikarenakan pemanasan global, naiknya permukaan air laut, dan kerusakan ekosistem.
Oleh karena itu, penting untuk mencari alternatif energi yang lebih ramah lingkungan untuk mengurangi dampak dari emisi karbon ini. Salah satu dari energi alternatif yang sedang dikembangkan dan sering digunakan saat ini adalah energi matahari atau energi surya. Indonesia sendiri adalah negara dengan iklim tropis sehingga mendapatkan cahaya matahari sepanjang tahun karena kondisi geografis nya. Cahaya matahari atau energi surya ini dimanfaatkan melalui panel surya untuk kemudian diubah menjadi energi listrik (Ghasemzadeh & Shayan, 2020). Panel surya umumnya terbuat dari berbagai material utama, yaitu kaca sebagai penutup depan, sel surya silikon (baik monokristalin atau polikristalin) yang mengubah sinar matahari menjadi listrik, lapisan EVA (Etilen-vinil Asetat) sebagai enkapsulan pelindung sel, lapisan belakang dari poliester atau plastik tahan lainnya, serta rangka aluminium untuk struktur.
Untuk meningkatkan efisiensi dari panel surya ini, dapat diaplikasikan nanomaterial seperti Quantum Dot dan penggunaan Quantum Well yang memungkinkan panel surya menyerap lebih banyak cahaya matahari daripada material panel surya umumnya (Nurmasyitah, 2025). Quantum Dot adalah material yang mempunyai struktur nano, yang merupakan objek untuk penelitian fundamental maupun untuk penerapannya. Sebuah jurnal menyebutkan bahwa Quantum Dots memberikan kemampuan menyerap cahaya lebih banyak daripada material panel surya pada umumnya. Salah satu kelebihan dari Quantum Dots adalah material ini dapat menghasilkan lebih dari satu pasang elektron-lubang (exciton) dari satu foton energi tinggi. Hal ini dikenal sebagai Multiple Exciton Generation (MEG). Foton dengan energi yang cukup tinggi dapat mentransfer energinya untuk menghasilkan dua atau lebih exciton pada Quantum Dots. Sehingga, satu foton dapat menghasilkan elektron sebanyak dua atau lebih yang kemudian digunakan untuk menghasilkan listrik.
Secara teoritis, hal ini jauh lebih efiesien daripada panel surya berbahan silikon. Hal ini juga didukung dengan adanya quantum well yang juga dapat meningkatkan efisiensi dari panel surya tersebut. Sebuah jurnal penelitian telah menghitung tingkat energi pada quantum well untuk membuktikan efisiensinya. Berdasarkan jurnal tersebut, setelah menghitung selisih energinya (antara E1 dan E2, dan antara E2 dan E3) ditemukan bahwa transisi elektron didalam quantum well melampaui energi termal sehingga tidak bisa diinduksi oleh fonon termal. Hal ini membuktikan bahwa proses penangkapan cahaya menjadi sangat efektif dibandingkan dengan material silikon yang merupakan material panel surya umumnya. Hal ini tentu saja dapat menjadi inovasi karena pembuatan panel surya dari quantum dot sendiri lebih sederhana dan tidak membutuhkan biaya sebesar yang berbahan silikon.
Referensi:
Barmawi, M., Sugianto, S., Sani, R. A., Sustini, E., Arifin, P., & Budiman, M. (2019). A Study ofQuantum dots of GaSb. Journal of Mathematical and Fundamental Sciences, 33(1), 9-12.
Ghasemzadeh, F., Shayan, M. E., Ghasemzadch, F., & Shayan, M. E. (2020). Nanotechnology inthe Service of Solar Energy Systems. Dalam Nanotechnology and the Environment.IntechOpen. https://doi.org/10.5772/intechopen.93014
Nurmasyitah. (2025). Integrasi Teknologi Nano Sel Surya Dalam Pembelajaran IPA: Studi KajanPustaka. CAHAYA: Journal of Research on Science Education, 3(1), 16-24.https://doi.org/10.70115/cahaya.v3i1.212
Disclaimer
Retizen adalah Blog Republika Netizen untuk menyampaikan gagasan, informasi, dan pemikiran terkait berbagai hal. Semua pengisi Blog Retizen atau Retizener bertanggung jawab penuh atas isi, foto, gambar, video, dan grafik yang dibuat dan dipublished di Blog Retizen. Retizener dalam menulis konten harus memenuhi kaidah dan hukum yang berlaku (UU Pers, UU ITE, dan KUHP). Konten yang ditulis juga harus memenuhi prinsip Jurnalistik meliputi faktual, valid, verifikasi, cek dan ricek serta kredibel.
