Silikon telah lama menjadi bahan pilihan utama dalam pembuatan sel surya. Inovasi dan penelitian terus menerus dilakukan untuk mencapai efisiensi, stabilitas, dan kapabilitas konversi energi surya yang lebih baik. Meski banyak material lain yang bisa digunakan dalam proses ini dan masing-masing memiliki karakteristik uniknya sendiri, silikon masih menonjol sebagai bahan yang paling sering digunakan. Salah satu material lain yang cukup dikenal adalah germanium. Namun, dalam prakteknya, mengapa industri sel surya lebih memilih silikon dibandingkan germanium?
Karakteristik Silikon
Silikon adalah elemen yang paling umum kedua di bumi, setelah oksigen. Hal ini membuat silikon mudah tersedia dan lebih murah dibandingkan dengan material lain seperti germanium. Silikon adalah semikonduktor yang memiliki band-gap (jarak antara tingkat energi elektronik) yang sempurna untuk mengubah foton (partikel cahaya) menjadi listrik, sekitar 1.12 eV pada suhu ruangan. Hal ini membuat silikon sangat efektif dalam merespons cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik.
Karakteristik Germanium
Di sisi lain, Germanium adalah semikonduktor lainnya yang telah digunakan dalam industri elektronik dan fotovoltaik. Namun, germanium memiliki beberapa kendala ketika digunakan dalam sel surya. Pertama, germanium lebih jarang dan lebih mahal untuk ditambang dan diolah daripada silikon. Faktor kedua adalah bahwa Germanium memiliki band-gap yang lebih rendah daripada silikon, sekitar 0.66 eV. Ini berarti bahwa sel surya germanium tidak dapat merespons secara efektif terhadap seluruh spektrum cahaya matahari seperti yang dilakukan silikon.
Keuntungan Penggunaan Silikon
Terlebih, sel surya silikon telah terbukti memiliki umur yang lebih panjang dan lebih stabil secara termal daripada sel surya germanium. Penelitian menunjukkan bahwa silikon dapat bertahan pada tekanan termal yang lebih tinggi dan lebih tahan terhadap kerusakan yang disebabkan oleh radiasi. Sementara itu, sel surya germanium cenderung rentan terhadap kerusakan radiasi dan memiliki tingkat keefisienan yang lebih rendah dibandingkan sel surya silikon.
Berdasarkan alasan ini, para peneliti dan industri sel surya lebih memilih untuk menggunakan silikon dibandingkan germanium. Silikon tidak hanya lebih efisien dan stabil, tetapi juga lebih ekonomis daripada germanium.
Jadi, jawabannya apa? Alasan utama mengapa silikon lebih dipilih untuk sel surya dibandingkan dengan germanium adalah karena faktor efisiensi, stabilitas dan ekonomi. Silikon memiliki band-gap yang optimal untuk merespons cahaya matahari, lebih murah dan lebih mudah didapatkan, serta memiliki umur servis yang lebih panjang dan stabilitas termal yang lebih baik dibandingkan dengan germanium.
