Pengembangan energi terbarukan terus dilakukan untuk menghasilkan teknologi yang lebih efisien dan ramah lingkungan. Salah satu inovasi datang dari Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) melalui Pusat Riset Sistem Nanoteknologi (PRSN) yang mengembangkan teknologi semikonduktor organik berbasis minyak kayu putih untuk aplikasi sel surya berbiaya rendah.
Inovasi itu menjadi alternatif pengganti pelarut toksik yang selama ini umum digunakan dalam industri semikonduktor organik. Peneliti Ahli Muda PRSN BRIN, Mohamad Insan Nugraha, mengatakan bahwa semikonduktor organik saat ini banyak dikembangkan untuk perangkat sel surya karena memiliki efisiensi tinggi.
“Semikonduktor organik yang banyak diaplikasikan saat ini, meskipun efisiensinya bisa mencapai lebih dari 17%, masih difabrikasi menggunakan pelarut toksik seperti klorobenzena dan kloroform,” ujar Insan.
Menurut Insan, penggunaan pelarut tersebut menimbulkan persoalan lingkungan dan kesehatan sehingga diperlukan alternatif yang lebih aman dan berkelanjutan. Karena itu, tim peneliti BRIN memanfaatkan minyak kayu putih sebagai pelarut dalam proses fabrikasi semikonduktor organik.
Selain lebih ramah lingkungan, minyak kayu putih memiliki ketersediaan melimpah di Indonesia dan sudah diproduksi secara komersial.
“Kami menggunakan minyak kayu putih karena lebih ramah lingkungan dan ketersediaannya sangat melimpah di Indonesia,” tutur Insan.
Suhu rendah
Insan menjelaskan, proses fabrikasi semikonduktor organik untuk aplikasi sel surya dilakukan menggunakan metode spin coating. Tahapan itu dimulai dari pembentukan hole transporting layer hingga electron transporting layer, lalu diakhiri dengan deposisi elektroda.
Menurutnya, metode tersebut relatif efisien karena proses pengerjaan berlangsung cepat dengan kebutuhan energi yang rendah.
“Dalam waktu kurang dari satu jam, kami dapat memfabrikasi sel surya hingga lapisan electron transporting layer dengan suhu rendah di bawah 100 derajat Celcius,” ujarnya.
Selain biaya produksi lebih murah, semikonduktor organik juga memiliki bobot jauh lebih ringan dibandingkan semikonduktor berbasis silikon. Karakteristik itu membuka peluang penerapan sel surya pada atap rumah maupun genteng bangunan.
Keunggulan tersebut dinilai penting terutama untuk wilayah rawan gempa seperti Indonesia karena material yang ringan lebih aman diaplikasikan pada konstruksi bangunan.
“Materialnya sangat ringan sehingga berpotensi lebih aman diaplikasikan pada atap rumah atau genteng di wilayah rawan gempa,” kata Insan.
Saat ini pengembangan semikonduktor organik berbasis minyak kayu putih masih berada pada tahap skala laboratorium. Namun, BRIN membuka peluang kerja sama dengan industri untuk mempercepat pengembangan teknologi menuju tahap produksi dan implementasi lebih luas.
Insan berharap inovasi itu dapat menjadi solusi energi terbarukan yang ramah lingkungan sekaligus memanfaatkan sumber daya lokal Indonesia.
“Harapannya, teknologi sel surya semikonduktor organik ini dapat dikembangkan pada skala lebih besar dan dimanfaatkan secara luas di Indonesia,” tutur Insan.
