Alpen Steel | Renewable Energy

~ Bidang Penelitian Sel Surya Yang Luas

Penelitian Sel Surya

sel-surya-antariksa-iss.jpg

Sel surya merupakan sebuah bidang penelitian yang sangat luas, melibatkan berbagai disiplin ilmu dan dana investasi maupun penelitian yang besar.

Tidak kurang dari 10 jenis sel surya tengah dikembangkan saat ini. Penerapan dari teknologi sel surya sendiri sangat luas sebagai salah satu sumber energi masa depan. Mulai dari pedesaan, perkotaan hingga luar angkasa, sel surya tengah diposisikan sebagai salah satu bentuk energi ideal masa depan yang bersih yang ketersediaannya berlangsung dalam jangka waktu yang relatif panjang. Sebagai contoh, International Space Station (ISS) sebagai stasiun dan laboratorium luar angkasa memiliki sel surya sebagai sumber energi utamanya, bisa dilihat di cuplikan gambar di atas.

Teknologi sel surya dapat dikatan menyangkup banyak hal; teori mengenai proses mekanisme bekerjanya sel surya, pembuatan dan pengamatan sifat-sifat material penyusun sel, pencarian material alternatif penyusun sel, integrasi material penyusun menjadi satu sel utuh, pembuatan alat (device) sel hingga modul surya, simulasi serta optimalisasi rangkaian listrik untuk sel surya dsb dsb. Masing-masing bidang ini membutuhkan spesialisasi khusus atau displin ilmu yang berbeda untuk mewujudkan tujuan utama penelitian dan pengembangan sel surya di dunia; yakni meningkatkan efisiensi sel surya. Gambar di bawah ini ialah peta jalan (road map) efisiensi sel surya dalam kurun waktu 25 tahunan.

peta-jalan-sel-surya.jpg

Latar belakang ilmu dan rekayasa material (material science and engineering) memaksa saya untuk menekuni beberapa bidang dasar yang menunjang aktifitas penelitian sel surya; teknologi vakum (vacuum technology), teknologi lapis tipis (thin film technology), solid state physics and chemistry, semiconductor physics and devices dan sebagainya.

Bidang garapan penelitian saya sendiri ialah berkutat pada sintesis atau pembuatan material sel surya jenis lapis tipis (thin film solar cells) dengtan menggunakan jenis material tipe chalcopyrite CuInSe2 dan turunannya CuInGaSe2 sebagai bahan penyerap sinar matahari. Struktur kristal dan atom dari CuInSe2 dapat dicermati di gambar berikut. Atom Indium (In) dapat diganti dengan atom Galium (Ga) membentuk CuInGaSe2.

struktur-kristal-chalcopyrite-cuinse2.jpg

Menggunakan peralatan physical vapor deposition, lapisan penyerap sinar matahari ini dapat disintesa dengan ketebalan 1-2 micrometer. Saya menggunakan teknik sputtering (lihat skema di bawah berikut ini) untuk membuat lapisan CuInSe2 pada substrat kaca degan ketebalan sekitar 1-2 mikron.

teknik-sputtering.jpg

Aspek penelitiannya terkonsentrasi pada sintesa dan pengamatan sifat-sifat material lapis tipis yang berhasil dibuat; semisal analisa kristal struktur, analisa sifat optik dan elektrik. Perlu diketahui, lahan penelitian di bidang ini sudah menjadi sebuah hot topics di dunia sel surya.

Struktur sel surya lapis tipis CuInSe2 dapat dicermati melalui skema di bawah ini.

cis-struktur-sel.jpg

Sel tersebut terdiri atas substrat kaca yang dilapisi berturut-turut lapisan Molibdenum (Mo) setebal 1 mikron sebagai elektroda bawah (kutub positif), lapisan CuInSe2 setebal 1-2 mikron sebagai lapisan penyerap matahari (semikonduktor tipe p), lapisan CdS sebaagai lapisan buffer dengan ketebalan ~50 nanometer, lapisan ZnO (semikonducktor tipe n) sebagai lapisan transparans elektroda dengan ketebalan ~500 nanometer, dan sedikit lapisan Nikel sebagai elektroda atas (kutub negatif).

Lantas mengapa sel surya lapis tipis?

Well, hal ini dapat dimengerti mengingat semakin tipisnya material sel surya, maka semakin sedikit pula bahan baku yang dibutuhkan untuk membuat sebuah sel surya. Di samping itu, sel surya konvensional jenis silikon seperti yang sekarang ini dipasarkan memiliki keterbatasan suplai bahan baku silikonnya. Dan yang juga cukup penting dipertimbangkan ialah, dengan mempelajari jenis material baru bertipe CuInSe2, potensi peningkatan sel surya merupakan sebuah keniscayaan. Secara proses produksi, pembuatan sel surya lapis tipis lebih singkat dan relatif tidak membutuhkan investasi sebesar sel surya silikon.

Melihat masih panjangnya penelitian sel surya jenis lapis tipis, CuInSe­2 ini diproyeksikan untuk apliaksi sel surya masa depan.

Beberapa hasil penelitian dari laboratorium terkait dengan pembuatan/sintesa material penyerap sinar matahari dapat di lihat di halaman Publikasi.

About me

dsc02031.jpg

On July 2008, I’ve just finished my PhD degree from Department of Materials Science and Engineering, Yeungnam University at Gyeongsan, South Korea. I‘ve been living for 5.5 years in Korea and from last August 2006, I’ve been starting to live with my wife Intan Savittri (Intan) and my incredible-growing son Muhammad Amrurazan Wibowo (Razan). We are staying in a small studio house near the campus where my son always makes everything chaotically.

I got my B.S from Department of Metallurgy University of Indonesia in Aug. 2002 and M.S in Engineering degree from Department of Materials Science and Engineering Yeungnam University (YU), South Korea in Feb. 2005.

My research interest spans from thin film technology to electrochemistry which I believe can offer many advantages in order to develop a thin film solar cell. I have big curiosities on the phenomena underlying the solar cell physics as a part of soli state physics, quantum mechanics as well as statistical mechanics.

I like reading, mostly physics and other popular sciences. I love specific topics of the relation between religion, philosophy, science and metaphysics. Blogging is my newest hobby, usually done when I have a spare time.

My activities are mostly done at laboratory. I am researching the alternative methods and materials with the purpose of preparing a smart solar absorber material which exhibit good physical and chemical characteristics to be applied as thin film solar cells.I did several projects related to display technology with LG-Philips Korea and I was a research leader on the development of alternative and low cost thin film solar cell based on quaternary semiconductor compounds under supervision of Korea Institute of Energy Research (KIER) and supported by Korea Ministry of Commerce, Industry and Energy (MOCIE). Other collaboration for investigating novel materials for solar cell are also in collaboration with several Korean leading universities; KAIST and Korea University. This research project ended in December 2007.

Recently, I am a Post-doctoral fellow who work with a consortium of Korean solar cell leading research laboratories named Center for Inorganic Photovoltaic Materials (CIPM) which is jointly supported by Korean Government and Korean leading semiconductor industries to conduct an advanced research in inorganic materials for photovoltaic/solar cell application.

With this Blog, I try to collect and to publish as much as possible my thought concerned primarily about the solar energy and green energy concepts, discourses, ideas and scenarios as a part of a sustainable-renewable energy issue based on my knowledge, experiment as well as experience dealing with solar cell with a popular science-writing style.

Hope it will be useful for the readers, in particular for Indonesians whom I dedicated this blog to.

I believe that in the near future, the world’s energy security will depend strongly on the sustainable energy supply in order to maintain its economics activity and civilization.

And solar energy extracted by solar cell will be one of the right choice…

InsyaAllah.

Rachmat Adhi Wibowo

Nano & Thin Film Materials Laboratory
Materials Building Room 318
Department of Materials Science and Engineering
Yeungnam University
214-1 Daedong, Gyeongsan
Gyeongbuk 712-749, Republic of Korea

Center for Inorganic Photovoltaic Materials (CIPM)
Engineering Research Center
Korea Advanced Institute of Science and Technolog

 

  Anda belum mendaftar atau login.
Anda dapat turut serta menuliskan artikel disini, caranya klik disini
Ada pertanyaan? Ingin berdiskusi? silahkan tulis di Alpensteel Forum

Fast Contact

Show Room & Factory:
 
Jalan Laksanama
Nurtanio Nomor 51
Bandung 40183 - Indonesia
 
Phone Line1:
022- 603-8050 (08:00-17:00)
 
Handphone:
0852-111-111-77 
0852-111-111-100
 
 
 
PageRank  Hit Counters
free counters
Alpen Steel Facebook