Dunia terus bergerak menuju energi bersih dan kebutuhan akan teknologi panel surya yang lebih efisien meningkat setiap tahun. Perubahan ini terjadi bukan hanya karena kesadaran akan dampak lingkungan, tetapi juga karena kebutuhan energi global yang terus tumbuh. Di tengah perkembangan itu, satu teknologi menonjol sebagai kandidat kuat untuk memimpin evolusi panel surya berikutnya, yaitu teknologi sel surya silikon heterojungsi atau SHJ. Teknologi ini memadukan dua bentuk silikon yang berbeda untuk menghasilkan kinerja yang jauh lebih unggul dibandingkan sel surya konvensional.
Industri panel surya modern masih didominasi oleh sel surya berbahan dasar silikon kristalin. Bahan ini telah digunakan selama puluhan tahun karena mudah diproduksi, stabil, dan relatif murah. Namun, sel silikon tradisional mulai mencapai batas efisiensinya. Para peneliti pun mencari cara untuk melampaui batas tersebut tanpa membuat biaya produksi meningkat terlalu tinggi. Teknologi SHJ muncul sebagai solusi yang paling menjanjikan karena mampu menyatukan efisiensi tinggi, daya tahan, dan proses produksi yang relatif sederhana.
Baca juga artikel tentang: Pahlawan Hijau yang Tersamar: Mengapa Sayuran Brassica Bisa Jadi Kunci Kesehatan Dunia
Sel surya SHJ bekerja dengan menggabungkan silikon kristalin sebagai bahan utama dengan lapisan tipis silikon amorf hidrogen yang berfungsi sebagai pelapis pasivasi. Lapisan tipis ini membantu mengurangi kehilangan energi akibat rekombinasi elektron, yaitu kondisi ketika elektron yang membawa energi terbuang sebelum dapat menghasilkan listrik. Dengan mengurangi kehilangan tersebut, sel surya SHJ dapat mencapai efisiensi konversi yang jauh lebih tinggi. Saat ini beberapa laboratorium telah berhasil mencapai efisiensi lebih dari 27 persen yang merupakan salah satu angka tertinggi untuk sel berbahan silikon.
Keunggulan sel SHJ tidak hanya berada pada efisiensinya. Teknologi ini memiliki kelebihan dalam hal kestabilan tegangan, produksi panas yang rendah, serta ketahanan dari kerusakan yang biasa dialami panel surya akibat perubahan suhu ekstrem. Kondisi ini memberikan dua keuntungan sekaligus yaitu produktivitas yang lebih baik dan umur pakai yang lebih panjang. Panel surya dengan teknologi SHJ juga menunjukkan kinerja yang lebih stabil dalam kondisi cahaya rendah sehingga dapat tetap menghasilkan energi bahkan pada pagi dan sore hari ketika sinar matahari tidak maksimal.
Teknologi ini sebenarnya bukan penemuan baru. Gagasannya telah muncul sejak beberapa dekade lalu. Namun, perkembangan teknologi material dan proses manufaktur baru benar benar mendorong SHJ menjadi salah satu teknologi paling menjanjikan pada era energi terbarukan sekarang. Saat ini industri mulai mampu memproduksi lapisan silikon amorf yang sangat tipis dan seragam sehingga proses pasivasi pada permukaan silikon kristalin menjadi jauh lebih efektif. Kemajuan teknologi manufaktur ini membuka peluang bagi SHJ untuk diproduksi secara massal dengan biaya yang dapat bersaing.
Salah satu aspek penting dari perkembangan SHJ adalah peningkatan kualitas lapisan pasivasi. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa memilih bahan dan proses pasivasi yang tepat dapat secara signifikan menekan kehilangan energi akibat rekombinasi. Lapisan pasivasi bekerja seperti pelindung permukaan yang memastikan elektron dapat bergerak dengan bebas menuju elektroda tanpa banyak yang terjebak atau hilang. Lapisan ini menjadi inti dari kemampuan sel SHJ dalam mencapai efisiensi tinggi.
Selain pasivasi, terdapat komponen lain yang memainkan peran besar dalam performa sel SHJ. Elektroda transparan yang digunakan pada bagian depan sel misalnya harus mampu menghantarkan listrik dengan baik tetapi tetap membiarkan cahaya masuk sebanyak mungkin. Bahan yang paling umum digunakan adalah indium tin oxide. Namun, karena indium semakin langka dan mahal, para peneliti mulai mengembangkan alternatif, termasuk bahan berbasis tembaga dan material transparan konduktif lainnya. Tantangan yang ada membuat proses inovasi terus berjalan sehingga sel SHJ dapat diproduksi dengan biaya lebih rendah.
Teknologi pelapisan tembaga yang semakin maju memberi arah baru dalam pengembangan sel SHJ. Tembaga memiliki konduktivitas listrik tinggi dan tersedia dalam jumlah melimpah sehingga menjadi pilihan yang menarik. Namun, tembaga dapat menimbulkan masalah kontaminasi jika menembus ke lapisan silikon. Penelitian terkini mencoba mengatasi tantangan ini melalui pengembangan lapisan penghalang yang kuat serta teknik pelapisan yang lebih presisi. Keberhasilan metode ini akan menjadi langkah besar dalam mengurangi biaya produksi SHJ.
Industri juga mulai mengeksplorasi penggunaan teknologi laser transfer printing dalam proses manufaktur. Teknologi ini membantu menghasilkan pola elektroda yang lebih halus dan presisi sehingga meningkatkan kinerja listrik tanpa mengurangi transparansi cahaya. Penggunaan laser juga mempercepat proses produksi yang pada akhirnya dapat menurunkan biaya. Kombinasi antara efisiensi tinggi, keandalan, dan potensi pengurangan biaya ini membuat SHJ semakin menarik bagi pasar global.
Para peneliti tidak hanya berhenti pada pengembangan sel SHJ tunggal. Teknologi tandem yang menggabungkan SHJ dengan lapisan sel surya lain seperti perovskite mulai muncul sebagai salah satu arah masa depan. Teknologi tandem menawarkan efisiensi jauh lebih tinggi karena dua lapisan sel mengubah dua bagian berbeda dari spektrum cahaya matahari menjadi listrik. Dengan menggabungkan SHJ sebagai fondasi yang stabil dengan lapisan atas berbahan perovskite, sel tandem dapat mencapai efisiensi lebih dari 30 persen. Angka ini jauh melampaui kemampuan sel surya silikon konvensional.
Namun, perjalanan menuju komersialisasi penuh tidak selalu mulus. Tantangan terbesar terletak pada biaya produksi yang masih relatif tinggi serta kebutuhan akan proses manufaktur yang sangat presisi. Meskipun demikian, tren menunjukkan bahwa biaya teknologi SHJ terus menurun seiring meningkatnya skala produksi dan kemajuan teknik fabrikasi. Jika penurunan biaya ini terus berlangsung, SHJ berpotensi menjadi teknologi mainstream dalam industri panel surya global.
Perkembangan sel surya silikon heterojungsi mencerminkan bagaimana inovasi dapat membuka peluang baru dalam transisi energi dunia. Teknologi ini membawa efisiensi tinggi, stabilitas operasional, dan potensi besar untuk dikombinasikan dengan teknologi masa depan seperti sel tandem. Dengan terus meningkatnya kebutuhan energi bersih, teknologi seperti SHJ akan memainkan peran kunci dalam memastikan pasokan energi berkelanjutan yang dapat diandalkan oleh masyarakat global.
Baca juga artikel tentang: Kenali 8 Tanda Tubuh Mengalami Overdosis Garam yang Bisa Mengancam Kesehatan
REFERENSI:
Liang, Bingquan dkk. 2025. Progress in crystalline silicon heterojunction solar cells. Journal of Materials Chemistry A 13 (4), 2441-2477.
