ICFO Temukan Cara Tekan Boltzmann Loss, Efisiensi Panel Surya Naik 43 Persen

Telset.id – Tim peneliti dari Institut de Ciències Fotòniques (ICFO) menemukan metode baru untuk merancang panel surya agar mampu meningkatkan efisiensi energi secara dramatis. Berbeda dari studi sebelumnya yang berfokus menekan energi surya yang hilang menjadi panas, riset ICFO menyasar faktor pembatas lain: Boltzmann loss, yakni energi yang hilang akibat cahaya yang dipancarkan panel surya.

Temuan ini menjadi penting karena metode tersebut disebut berpotensi mendorong efisiensi panel surya melampaui batas teoretis saat ini, yang dikenal sebagai Shockley-Queisser limit di angka 33,16 persen, menuju sekitar 43 persen. Riset ini dipublikasikan dalam jurnal Energy & Environmental Science dan menjadi salah satu terobosan teknologi panel surya yang tercatat pada 2026.

Perlu dicatat, riset baru ini bukan berarti panel surya berperforma lebih tinggi langsung tersedia di pasaran dalam waktu dekat. Namun, mengingat meningkatnya adopsi panel surya plug-in balkon di Amerika Serikat, perbaikan pada hal-hal mendasar berpotensi memberi dampak yang luas. Panel surya konsumen umumnya bekerja pada efisiensi 20 hingga 23 persen, sehingga kenaikan menuju 43 persen akan menjadi lompatan yang signifikan.

Batasi Emisi Cahaya untuk Tekan Kehilangan Energi

Secara sederhana, panel surya mengandung material semikonduktor, paling umum crystalline silicon, yang melepaskan elektron saat terpapar sinar matahari dan menciptakan arus listrik. Sayangnya, sebagian energi surya berubah menjadi panas atau dipancarkan kembali sebagai cahaya. Para ilmuwan telah mengeksplorasi berbagai metode untuk mengurangi kehilangan energi panas, termasuk mengubah semikonduktor panel, tetapi komponen cahaya dalam persamaan ini sejauh ini lebih sulit diatasi.

Dalam makalah yang diterbitkan di Energy & Environmental Science, para peneliti ICFO mencoba menyelesaikan persoalan tersebut dengan mengatasi “ketidaksesuaian antara penyerapan sinar matahari yang sempit dan kerucut emisi yang lebih lebar” pada panel surya. Mereka memulai dengan sel surya organik, bukan silikon yang digunakan pada sebagian besar panel.

Dengan mengganti elektroda depan indium tin oxide pada sel menjadi lapisan perak tipis dan mengubah sel menjadi rongga optik, mereka menciptakan sel yang tetap membiarkan sinar matahari masuk, tetapi memancarkan lebih sedikit cahaya pada sudut lebar. Pendekatan ini meningkatkan efisiensi sel surya mereka sekitar 0,85 persen. Angka tersebut terbilang modest dalam skala besar, tetapi menjadi bukti bahwa efisiensi suatu saat bisa didorong melampaui batas teoretis.

“Jika kerucut emisi dapat dipersempit agar lebih sesuai dengan kerucut penyerapan sinar matahari yang masuk, yang persis seperti yang ditunjukkan secara eksperimental oleh karya kami, sel surya pada prinsipnya akan mampu mendekati efisiensi sekitar 43 persen,” kata Dr. Francisco Bernal Texca, penulis pertama studi tersebut, dalam siaran pers ICFO.

Prinsip Dasar Berlaku untuk Semua Jenis Sel Fotovoltaik

Nilai tambah lain dari temuan ini adalah prinsip dasarnya disebut berlaku untuk semua jenis sel fotovoltaik, bukan hanya material canggih yang tersedia di lingkungan laboratorium. Artinya, pendekatan ini berpotensi diterapkan lebih luas pada berbagai teknologi sel surya yang sudah ada.

ICFO bukan satu-satunya pihak yang mencatat kemajuan pada 2026. Perusahaan asal China, LONGi, memperkenalkan sel surya dengan efisiensi 35,5 persen pada Juli dan mengklaim sel PV yang digunakannya secara teoretis juga mampu mencapai 43 persen. Sejumlah pengembangan panel surya juga mulai menyentuh sektor kendaraan dan logistik, seperti yang terlihat pada ETrailer Listrik dan Solar Reefer yang mengandalkan energi matahari untuk operasionalnya.

Di sisi perangkat konsumen, teknologi panel surya juga terus dipakai untuk memperpanjang daya perangkat wearable, seperti pada Amazfit T-Rex Dual Solar. Meski konteksnya berbeda dari panel surya skala besar, penggunaan sel fotovoltaik pada perangkat sehari-hari menunjukkan bahwa efisiensi energi tetap menjadi faktor kunci.

Dengan riset ICFO, arah pengembangan panel surya ke depan tidak hanya berfokus pada pengurangan panas, tetapi juga pada pengelolaan cahaya yang dipancarkan sel. Jika prinsip ini dapat diterapkan secara lebih luas, peningkatan efisiensi panel surya konsumen yang saat ini berada di kisaran 20 hingga 23 persen menjadi lebih masuk akal untuk diwujudkan.