Courtesy of InterestingEngineering

Terobosan Baru Sel Surya Kesterite: Efisiensi Rekor Dunia 15,45 Persen

Meningkatkan efisiensi konversi daya sel surya kesterite dengan mengatasi masalah migrasi ion logam yang tidak terkendali, sehingga memajukan potensi industrialisasi sel surya CZTS sebagai alternatif murah dan ramah lingkungan bagi teknologi surya thin-film masa depan.

27 Feb 2026, 19.30 WIB

4 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan efisiensi konversi daya sel surya kesterit yang baru, mencapai 15,45%.
Inovasi dalam pengembangan senyawa Li₂SnS₃ membantu mengatasi masalah migrasi ion logam yang mengurangi efisiensi.
Kesterit merupakan alternatif yang menjanjikan untuk sel surya yang lebih berkelanjutan dan murah, tanpa risiko kendala pasokan.

Beijing, Republik Rakyat Tiongkok - Para peneliti dari Chinese Academy of Sciences (CAS) berhasil menciptakan sel surya berbasis kesterite dengan efisiensi konversi daya sebesar 15,45 persen. Hasil ini menjadi rekor dunia untuk teknologi sel surya kesterite yang sebelumnya hanya mencapai 14,2 persen. Keberhasilan ini membuka peluang besar untuk mengembangkan teknologi sel surya yang lebih murah dan ramah lingkungan.

Kesterite adalah mineral alami yang terbuat dari logam tembaga, seng, timah, dan sulfur. Keunggulan utamanya adalah kelimpahan bahan dan biaya produksinya yang rendah, sehingga sangat potensial untuk digunakan sebagai bahan dasar sel surya thin-film generasi berikutnya. Meski demikian, pengembangan kesterite menghadapi tantangan teknis berupa migrasi ion logam yang sulit dikontrol, yang mengakibatkan cacat dan menurunkan efisiensi perangkat.

Untuk mengatasi masalah ini, peneliti CAS memperkenalkan mekanisme baru dengan memanfaatkan fase antarmuka berbahan lithium tin sulfida atau Li₂SnS₃ (LTS). Fase ini mengubah jalur migrasi ion dan menyeimbangkan pergerakan ion tembaga dan timah, sehingga mengurangi cacat dan memperbaiki kualitas kristal sel. Hal ini juga menstabilkan sambungan antar lapisan dalam sel surya, meningkatkan efisiensi dan keandalannya.

Dalam pengujian dengan kondisi pencahayaan standar, sel surya ini mencatat tegangan sirkuit terbuka lebih dari 600 mV pada celah pita 1,10 eV, angka yang tinggi dan menunjukkan pengurangan kerugian energi yang signifikan. Hasil ini menandai bahwa kendala besar yang selama ini menghambat efisiensi sel kesterite berhasil diatasi dengan solusi baru yang dikembangkan.

Selain rekor efisiensi, tim CAS juga sudah membangun portofolio hak kekayaan intelektual untuk proses pembuatan menggunakan Li₂SnS₃, menyiapkan landasan bagi produksi massal dan industrialisasi teknologi ini. Ini menjadi tonggak penting untuk masa depan teknologi tenaga surya yang lebih murah, melimpah, dan ramah lingkungan.

Referensi:
[1] https://www.interestingengineering.com/energy/chinese-researchers-set-world-record

Analisis Ahli

Prof. Zhang Wei (Ahli Material Surya, Tsinghua University)

"Menggunakan Li₂SnS₃ sebagai interphase menunjukkan pendekatan inovatif dalam rekayasa material yang dapat membuka jalan bagi pengembangan sel surya kosterit yang lebih efisien dan stabil."

Dr. Maria Chen (Peneliti Energi Terbarukan, MIT)

"Pengendalian migrasi ion logam adalah kunci utama di banyak jenis teknologi PV; pendekatan CAS ini bisa menjadi model untuk pengembangan material thin-film lainnya."

Analisis Kami

"Terobosan ini sangat signifikan karena mengatasi salah satu masalah teknis utama dalam sel surya kesterite yang telah lama menghambat kemajuannya. Jika industrialisasi berhasil, ini bisa mengubah lanskap pasar energi surya dengan menyediakan opsi yang lebih terjangkau dan berkelanjutan bagi banyak negara berkembang."

Prediksi Kami

Dengan peningkatan efisiensi dan stabilitas ini, teknologi sel surya kesterite kemungkinan besar akan memasuki tahap komersialisasi dan diproduksi secara massal sebagai alternatif yang lebih murah dan ramah lingkungan dibandingkan jenis thin-film lainnya seperti CIGS.

Pertanyaan Terkait

Apa yang dicapai oleh peneliti di Akademi Ilmu Pengetahuan Cina?

Peneliti di Akademi Ilmu Pengetahuan Cina mencapai efisiensi konversi daya sel surya kesterit sebesar 15,45%.

Apa itu kesterit dan mengapa material ini menarik untuk sel surya?

Kesterit adalah mineral alami yang terdiri dari tembaga, seng, timah, dan belerang, yang menjadikannya melimpah dan tidak beracun, sehingga cocok untuk sel surya generasi berikutnya.

Apa tantangan utama yang dihadapi dalam produksi sel surya kesterit?

Tantangan utama dalam produksi sel surya kesterit adalah adanya defek yang terbentuk selama proses manufaktur, terutama migrasi ion logam yang tidak terkontrol.

Bagaimana tim CAS mengatasi masalah migrasi ion logam?

Tim CAS mengatasi masalah migrasi ion logam dengan mengembangkan interfase berbasis senyawa lithium tin sulfide (Li₂SnS₃) yang mengubah jalur migrasi kation.

Apa implikasi terobosan ini untuk industri sel surya?

Terobosan ini membuka jalan bagi industrialisasi sel surya CZTSSe dan dapat mengurangi ketergantungan pada bahan-bahan yang mengalami kendala pasokan.