Energi surya telah menjadi salah satu pilihan terdepan dalam memenuhi kebutuhan energi dunia yang semakin meningkat. Salah satu inovasi terpenting dalam teknologi panel surya adalah penggunaan material perovskite. Penelitian terbaru yang dipublikasikan di jurnal Nature oleh para peneliti dari Linköping University menunjukkan metode revolusioner untuk mendaur ulang seluruh komponen sel surya berbasis perovskite dengan cara yang ramah lingkungan dan tanpa menggunakan pelarut berbahaya. Metode ini tidak hanya memungkinkan untuk mendaur ulang sel surya secara penuh, tetapi juga menjaga efisiensi sel surya yang didaur ulang tetap setara dengan sel baru.
Apa Itu Sel Surya Perovskite?
Sel surya perovskite adalah jenis sel surya generasi berikutnya yang menggunakan bahan yang disebut perovskite, yang terkenal karena efisiensinya yang tinggi, biaya produksi yang rendah, serta fleksibilitas dalam aplikasi. Tidak seperti sel surya silikon tradisional, sel surya perovskite lebih ringan dan dapat diproduksi dengan proses yang lebih sederhana. Selain itu, perovskite memiliki efisiensi konversi energi yang tinggi, mampu mengubah hingga 25% energi matahari menjadi listrik, yang setara dengan sel surya berbasis silikon saat ini.
Namun, meskipun teknologi ini menjanjikan banyak keuntungan, salah satu tantangan besar yang dihadapi adalah bagaimana mendaur ulang sel surya perovskite yang telah mencapai akhir masa pakainya. Sel surya silikon sudah lama digunakan, namun masalah sampah elektronik akibat sel-sel tersebut sudah mencapai titik kritis, dan ini berpotensi membebani lingkungan. Sel surya perovskite, meskipun memiliki banyak keunggulan, berisiko menambah masalah ini karena bahan bakunya termasuk timbal, yang dapat berbahaya jika tidak dikelola dengan baik.
Baca juga: Sel Surya Perovskite (PSC) : Sel Surya Organik Masa Depan
Solusi Daur Ulang Tanpa Pelarut Berbahaya
Salah satu tantangan besar dalam mendaur ulang sel surya adalah penggunaan pelarut berbahaya yang bisa mencemari lingkungan. Dalam penelitian ini, para peneliti dari Linköping University mengembangkan metode daur ulang yang hanya menggunakan air sebagai pelarut utama, sebuah terobosan besar dalam proses pengolahan material perovskite. Sebelumnya, bahan kimia berbahaya seperti dimetilformamida (DMF) digunakan untuk memecah lapisan perovskite, tetapi DMF adalah bahan yang sangat beracun dan berpotensi kanker. Dengan menggantikan DMF dengan air, proses ini menjadi lebih aman dan ramah lingkungan.
Para peneliti juga berhasil mengembangkan metode untuk mendaur ulang hampir semua komponen penting dalam sel surya, termasuk lapisan perovskite, elektrode, lapisan transportasi muatan, dan kaca penutup. Dengan menggunakan metode baru ini, komponen-komponen tersebut dapat dipisahkan dan dibersihkan, sehingga dapat digunakan kembali untuk membuat sel surya perovskite yang baru tanpa mengorbankan efisiensi.
Keunggulan Lingkungan dan Ekonomi
Daur ulang sel surya perovskite ini tidak hanya mengurangi limbah dan menghindari penggunaan bahan kimia berbahaya, tetapi juga memberikan dampak positif terhadap lingkungan secara keseluruhan. Berdasarkan analisis siklus hidup (LCA) yang dilakukan oleh para peneliti, metode daur ulang ini dapat mengurangi dampak perubahan iklim, toksisitas manusia, dan deplesi sumber daya hingga 96,6% dan 68,8% dibandingkan dengan metode pembuangan di tempat pembuangan sampah.
Selain itu, penerapan teknologi daur ulang ini juga memiliki manfaat ekonomi. Metode daur ulang yang ramah lingkungan ini dapat mengurangi biaya produksi listrik per kWh (levelized cost of electricity atau LCOE) untuk sistem surya berskala besar dan sistem surya rumah tangga. Dengan demikian, energi surya dapat menjadi lebih terjangkau, baik untuk penggunaan rumah tangga maupun industri.
Tantangan dan Peluang Sel Surya Perovskite
Meskipun teknologi sel surya perovskite menunjukkan banyak potensi, ada beberapa tantangan yang perlu diatasi sebelum teknologi ini dapat diadopsi secara luas. Salah satu tantangan utama adalah umur sel surya perovskite yang lebih pendek dibandingkan dengan sel surya silikon tradisional. Ini berarti sel surya perovskite lebih cepat mengalami penurunan kinerja dan harus diganti lebih sering. Oleh karena itu, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memperpanjang umur sel surya perovskite agar lebih bersaing dengan teknologi sel surya lainnya.
Namun, dengan adanya kemajuan dalam teknologi daur ulang ini, masa depan sel surya perovskite terlihat lebih cerah. Proses daur ulang yang efisien dan ramah lingkungan akan memungkinkan perovskite untuk dimainkan dalam ekonomi sirkular yang berkelanjutan. Sel surya perovskite yang didaur ulang dapat digunakan untuk memproduksi sel surya baru, menciptakan siklus hidup yang lebih panjang untuk setiap panel surya yang diproduksi.
Langkah Selanjutnya dalam Pengembangan Teknologi
Para peneliti di Linköping University sekarang berfokus pada pengembangan proses daur ulang ini untuk skala industri. Meskipun teknologi ini sudah menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam percobaan laboratorium, langkah selanjutnya adalah mengimplementasikannya dalam produksi massal. Jika dapat diimplementasikan secara efektif di industri, metode ini dapat membuka jalan bagi adopsi luas sel surya perovskite sebagai sumber energi terbarukan utama di masa depan.
Di samping itu, tantangan regulasi juga harus diperhatikan. Di banyak negara, produsen sel surya diharuskan untuk bertanggung jawab atas pengumpulan dan daur ulang modul surya mereka setelah masa pakainya berakhir. Oleh karena itu, produsen sel surya perovskite perlu memastikan bahwa teknologi mereka dapat memenuhi standar lingkungan yang ketat yang ditetapkan oleh berbagai negara.
Kesimpulan
Teknologi sel surya perovskite memberikan harapan besar untuk masa depan energi terbarukan. Namun, seperti halnya dengan setiap teknologi baru, tantangan dalam hal keberlanjutan dan dampaknya terhadap lingkungan harus diperhitungkan. Penemuan baru yang memungkinkan daur ulang sel surya perovskite tanpa menggunakan pelarut berbahaya adalah langkah penting menuju solusi yang lebih berkelanjutan dan ramah lingkungan. Jika diterapkan secara luas, teknologi ini dapat membantu memenuhi permintaan energi global yang terus meningkat tanpa menambah beban bagi lingkungan. Dengan terus mendalami dan mengembangkan teknologi ini, kita dapat mempercepat transisi menuju masa depan yang lebih hijau dan lebih efisien.
Referensi:
[1] https://liu.se/en/news-item/nasta-generations-solcell-ar-helt-atervinningsbar, diakses pada 19 Februari 2025.
[2] Xun Xiao, Niansheng Xu, Xueyu Tian, Tiankai Zhang, Bingzheng Wang, Xiaoming Wang, Yeming Xian, Chunyuan Lu, Xiangyu Ou, Yanfa Yan, Licheng Sun, Fengqi You, Feng Gao. Aqueous-based recycling of perovskite photovoltaics. Nature, 2025; DOI: 10.1038/s41586-024-08408-7
