SEL SURIA DAN NANOTECK

MATAHARI merupakan sumber tenaga yang paling utama dalam kehidupan. Dunia kini berhadapan dengan krisis tenaga. Sains dan teknologi menawarkan penyelesaian untuk menghadapi krisis yang semakin genting ini. Saintis telah pun mengemukakan pelbagai jawapan dan kaedah untuk menghadapi krisis tenaga bahan api. Antara yang paling terkenal ialah tenaga boleh baharu menggantikan sumber tenaga tradisional seperti sumber tenaga fosil yang menghasilkan bahan api yang tidak boleh diperbaharui. Selain itu, sumber bahan api fosil mempunyai kelemahan seperti kehabisan sumber, pencemaran, hujan asid dan pemanasan global.

Salah satu tenaga boleh baharu yang paling popular dewasa ini ialah sel suria atau juga dikenali dengan nama sel solar. Sel suria sebenarnya diperbuat daripada bahan semikonduktor seperti Silikon dan Galium Arsenik (GaAs). Apabila ia terdedah kepada cahaya matahari, elektron di dalam bahan semikonduktor tersebut akan teruja dan bergerak melalui bahan tersebut menghasilkan arus elektrik. Menurut sejarah, sel suria telah lama dibangunkan semenjak tahun 1883 oleh Charles Fritts. Sel suria moden pula telah dibangunkan oleh saintis di Bell Laboratories pada tahun 1954. Kemudian pada tahun 1970, tenaga ini pertama kali digunakan secara komersil dalam kalkulator dan jam tangan digital.

Perkembangan penggunaannya sangat perlahan sehinggalah ia dapat menembusi pasaran pada awal tahun 1990-an. Ini disebabkan harga yang relatifnya agak mahal di samping kecekapannya yang rendah pada waktu itu. Walau bagaimanapun, perkembangan teknologi sel suria semakin rancak sejak akhir-akhir ini, terutamanya pada penghujung abad ke-20. Pengeluarannya secara besar-besaran telah dilakukan oleh syarikat teknologi terkenal dunia. Kemajuan teknologi nano pada masa ini telah meningkatkan lagi penggunaan dan keupayaan teknologi sel suria dalam proses pengumpulan tenaga solar daripada matahari untuk ditukarkan kepada tenaga elektrik yang boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi dan perindustrian.

Di Imperial College of London misalnya, nanoteknologi digunakan oleh Keith Barnham, seorang penyelidik di institusi tersebut dalam usaha meningkatkan kecekapan dan mengurangkan kos pengeluaran sel solar. Sebuah syarikat ditubuhkan hasil daripada penyelidikan yang dijalankan di Imperial College of London yang dikenali sebagai Quantasol. Penyelidikan ini diketuai oleh Barnham sendiri yang telah menghasilkan sel suria menggunakan lapisan bahan GaAs sebagai filem nipis berbanding dengan silikon yang digunakan sebelum ini. Setiap lapisan akan menghasilkan warna atau gelombang cahaya yang berbeza apabila terdedah pada cahaya matahari. Syarikat tersebut mendakwa keseluruhan tenaga yang dihasilkan di dalam sel yang menggunakan bahan GaAs melebihi sekali ganda daripada kecekapan sel suria yang dihasilkan menggunakan bahan silikon sebelum ini.

Sebuah lagi syarikat yang mengasaskan sel suria menggunakan nanoteknologi ialah G241 di United Kingdom. Syarikat ini telah mengeluarkan bahan untuk sel fotovolta yang berupaya menukarkan cahaya matahari kepada tenaga elektrik walaupun mempunyai kadar serapan cahaya yang rendah. Sel suria atau sel fotovolta dihasilkan berdasarkan formulasi Graetzel yang dicipta oleh Michael Graetzel pada tahun 1991, yang mendapat inspirasi daripada proses fotosintesis tumbuhan. Menurut pengarah urusan Syarikat G241 yang menghasilkan bahan nanoteknologi sel suria ini, kelebihan menggunakan kaedah sel Graetzel kerana lebih mudah untuk difabrikasi, mengurangkan kos dan menjimatkan masa serta tenaga untuk menghasilkannya. G241 telah pun menjalankan pengeluaran besar-besaran produk sel solar ini di kilang pengeluaran mereka dan menyasarkan jualannya untuk negara-negara membangun.

Dalam bidang penyelidikan pula, satu penemuan baharu bahan saduran antipantulan yang boleh digunakan dalam penghasilan sel suria berasaskan silikon yang bertujuan untuk meningkatkan penghantaran cahaya matahari ke dalam sel. Dalam jurnal optik terkenal, Optics Letters, penyelidikan yang diketuai oleh Shawn-Yu Lin melaporkan penemuan bahan saduran antipantulan yang dapat meningkatkan kadar serapan cahaya matahari oleh panel sel solar dan seterusnya membenarkannya menyerap keseluruhan spektrum cahaya dari segenap sudut. Penemuan ini berjaya meningkatkan lagi keupayaan dan kecekapan sel solar dalam usaha untuk memaksimumkan kadar serapan cahaya ke atas panel sel solar.

Beberapa contoh di atas merupakan hasil kajian dan potensi besar gabungan teknologi nano dan sel solar yang semakin mendapat perhatian dunia dalam menangani krisis tenaga yang semakin membimbangkan. Sains dan teknologi tidak putus-putus menawarkan penyelesaian terbaik dalam menangani krisis yang berlarutan akibat kerakusan manusia dan juga perubahan alam selari dengan usianya yang semakin meningkat. Oleh hal yang demikian, ilmu pengetahuan sains dan teknologi perlu digunakan secara berkesan dalam menghadapi situasi mencabar pada masa ini dan masa akan datang.

Sumber - goaypastpm.wordpress.com