Perkembangan teknologi sel surya semakin meingkat tiap tahunnya karena kebutuhan untuk mengganti energi konvensional yang tidak ramah lingkungan. Pada dasarnya, sel surya telah banyak dikomersialisasikan, naum demikian, sel surya berjenis silikon yang selama ini dijual dipasaran masih banyak memiliki kekurangan, seperti harganya yang cukup mahal karena fabrikasi sel surya jenis ini membutuhkan biaya yang cukup tinggi dan cukup sulit. Untuk itu, dikembangkan jenis sel surya lapisan tipis yang fabrikasinya lebih mudah. Kelebihan sel surya lapisan tipis juga terkait dengan penggunaan bahan dasar yang tidak terlalu banyak jumlahnya, sehingga lebih murah. Sel surya jenis ini juga dapat dikembangkan menjadi fleksibel dan semi-transparen.
Salah satu jenis sel surya lapisan tipis yang seringkali dikembangkan adalah CuInGaSe2 atau CIGS. Namun, kandungan In dan Ga pada sel surya jenis ini seringkali menjadi masalah karena harganya yang mahal dan jumlah keberadaannya didunia yang semakin menipis. Sehingga, muncul sel surya jenis lain namun serupa dengan CIGS yaitu Cu2ZnSnS2 (CZTS). CIGS dan CZTS merupakan sel surya berbasis tembaga, namun berbeda dengan CIGS, CZTS terdiri dari bahan dasar yang lebih murah dan ketersediaannya didunia lebih banyak, yaitu Zn dan Sn. Sebagai sel surya lapisan tipis, sel surya CZTS dapat dimodifikasi menjadi fleksibel dan semi-transparen. Hal ini membuat sel surya CZTS dapat diintegrasikan dengan fleksibel elektronik dan beberapa jenis next-generation electronic devices.
Namun karena efisiensi konversi energi sel surya CZTS masih cukup rendah, pengembangan sel surya CZTS juga berhubungan dengan bagaimana untuk meningkatkan efisiensinya. Terdapat beberapa strategi untuk meningkatkan efisiensi sel surya CZTS seperti menggunakan doping, komposit, dan pemilihan bahan pendukung sel surya. Terutama pemilihan bahan pendukung sel surya lapisan tipis sangat penting, seperti ZnO sebagai n-buffer layer, pemilihan substrate dan sebagainya.
Pemilihan metode sintesis CZTS juga sangat penting, karena hal ini berkaitan dengan fasa impuritas pada CZTS, struktur dan morfologi dari CZTS yang sangat berpengaruh pada efisiensi sel surya CZTS. Pada dasarnya, CZTS dengan minimal impuritas dan grain boundary sangat penting untuk meminimalisasi electron recombination, sehingga sel surya CZTS memiliki efisiensi yang tinggi.
Meningkatkan efisiensi sel surya CZTS sangat penting agar sel surya ini dapat dikoresialisasikan. CZTS memiliki kelebihan dengan harganya yang murah, mudah difabrikasi dan dapat dimodisikasi menjadi sel surya yang fleksibel sehingga dapat menggantikan sel surya silikon yang saat ini pada dasarnya harus diganti dengan teknologi sel surya yang lebih baik.
Penulis: Tahta Amrillah, Ph.D
Jurnal: Enhancing the value of environment-friendly CZTS compound for next generation photovoltaic device: A review
