REVIEW: Perkembangan Sel Surya Perovskite

Jurnal Engine: Energi, Manufaktur, dan Material Vol. 9 No. 1 Mei 2025 hal: 037 - 052 REVIEW: Perkembangan Sel Surya Perovskite Ihsanul Mubarok1 Aisyah Amirah Fathinah2 Hafsah Mutmainnah3 Wina Mardhatillah4 Ayi Bahtiar5 Richie Estrada6 Noto Susanto Gultom7 1,2,3,4,5,7 Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran, Jalan Raya Bandung – Sumedang 11 45363, Indonesia 6 Program Studi Teknik Elektro, Universitas Kristen Krida Wacana, Jakarta, Indonesia 7 Functional Nano Powder, University Center of Excellence, Universitas Padjadjaran, Jalan Raya Bandung – Sumedang KM 21, Jatinangor, Sumedang 45363, Indonesia 7 Korespodensi penulis: Article Info: Received: February 10, 2025 Accepted: March 15, 2025 Available online: April 14, 2025 DOI: 10.30588/jeemm.v9i1.2141 Abstract: Perovskite is one of the materials used for solar panels that offers high efficiency comparable to conventional silicon-based solar cells. This article aims to analyze the latest developments in perovskite solar cells from various important aspects, starting from material development, various fabrication techniques, as well as opportunities and challenges in its development. Perovskite is a type of material that has a crystal structure with the chemical formula ABX3. Perovskite fabrication can be done using various methods such as spin coating, spray coating, doctor blading, inkjet printing and others. In its development, various innovations have been made, such as the development of cells without a hole transport layer (HTL-free), the addition of ethylenediammonium cations (en), and efforts to replace lead with more environmentally friendly materials such as tin. The results of the study showed that the power conversion efficiency (PCE) of perovskite solar cells has reached more than 25%. Although this development is promising, there are still major challenges in maintaining the long-term stability of the device, especially related to degradation due to humidity, heat, and prolonged lighting. The development of fabrication techniques that can mass produce perovskite solar cells with high performance and stable reliability is essential. With continued research and material innovation, perovskite solar cells have great potential in supporting sustainable clean energy transitions such as their applications in building-integrated photovoltaic (BIPV) systems, wearable electronic devices, and agrivoltaic systems. Keywords: Development, Perovskite, Efficiency, Solar Cells, Renewable energy Abstrak: Perovskite merupakan salah satu bahan yang digunakan untuk panel surya yang menawarkan efisiensi tinggi yang sebanding dengan sel surya berbahan dasar silikon konvensional. Artikel ini bertujuan untuk menganalisis perkembangan terkini sel surya perovskite dari berbagai aspek penting, mulai dari perkembangan material, berbagai teknik fabrikasi, serta peluang dan tantangan dalam pengembangannya. Perovskite merupakan sejenis material yang memiliki struktur kristal dengan rumus kimia ABX3. Fabrikasi perovskite dapat dilakukan dengan berbagai metode seperti spin coating, spray coating, doctor blading, inkjet printing dan lainnya. Dalam pengembangannya, berbagai inovasi telah dilakukan, seperti pengembangan sel tanpa lapisan hole transport layer (HTL-free), penambahan kation ethylenediammonium (en), serta upaya menggantikan timbal dengan bahan yang lebih ramah lingkungan seperti timah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi konversi daya (PCE) sel surya perovskite telah mencapai angka lebih dari 25%. Meskipun perkembangan ini menjanjikan, masih terdapat tantangan besar dalam menjaga stabilitas jangka panjang perangkat, terutama terkait degradasi akibat kelembapan, panas, dan pencahayaan yang berkepanjangan. Pengembangan teknik fabrikasi yang mampu memproduksi sel surya perovskite secara massal dengan kinerja tinggi dan keandalan yang stabil sangat penting. Dengan terus dilakukannya penelitian dan inovasi material, sel surya perovskite memiliki potensi besar dalam mendukung transisi energi bersih yang berkelanjutan seperti pengaplikasiannya Jurnal Engine ISSN (online) 2579-7433 37 Jurnal Engine: Energi, Manufaktur, dan Material Vol. 9 No. 1 Mei 2025 hal: 037 - 052 dalam sistem fotovoltaik terintegrasi bangunan (BIPV), perangkat elektronik wearable, dan sistem agrivoltaik. Kata Kunci: Perkembangan, Perovskite, Efisiensi, Sel Surya, Energi terbarukan I. Pendahuluan Penggunaan energi secara global terus meningkat seiring dengan populasi dari waktu ke waktu. Peningkatan penggunaan energi terbarukan dilakukan untuk menurunkan penggunaan energi yang tidak dapat diperbaharui seperti bahan bakar fosil yang berdampak pada masalah lingkungan. Energi surya menjadi sumber energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan karena jumlah yang tidak akan habis. Sel surya dikategorikan menjadi tiga generasi dengan bahan yang berbeda-beda, salah satunya perovskite (Suresh Kumar & Chandra Babu Naidu, 2021). Penggunaan perovskite untuk panel surya menawarkan efisiensi yang tinggi dalam mengonversi cahaya matahari menjadi energi listrik dengan biaya fabrikasi yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan sel surya silikon konvensional. Hingga saat ini, para peneliti masih melakukan pengembangan pada bahan perovskite agar menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi dan menggunakan bahan yang lebih ramah lingkungan. Artikel ini bertujuan untuk menganalisis perkembangan terkini sel surya perovskite dengan berfokus pada aspek-aspek penting seperti perkembangan material, metode fabrikasi, serta berbagai teknik optimasinya yang berdampak pada efisiensi konversi daya sel surya perovskite. Dalam artikel ini juga dibahas peluang dan tantangan yang dihadapi sel surya perovskite dalam pengembangannnya untuk mendukung transisi energi global menuju sumber energi yang lebih bersih dan berkelanjutan. II. Metode Studi Literatur Penelitian ini dilakukan menggunakan metode studi literatur dengan meninjau berbagai referensi yang relevan mengenai perkembangan sel surya perovskite (PSC). Literatur yang digunakan mencakup jurnal ilmiah, buku, dan prosiding konferensi yang dikumpulkan dari database online seperti Google Scholar dan ScienceDirect. Kriteria yang digunakan untuk seleksi literatur didasarkan pada relevansi studi, yang berfokus pada peningkatan efisiensi konversi daya, inovasi dan metode optimasi untuk meningkatkan performa, serta teknik fabrikasi perovskite. Literatur juga dipilih dari sumber yang terpercaya dari jurnal bereputasi dan konferensi ilmiah yang telah melalui proses peer-review. Data yang dikumpulkan dianalisis dengan metode perbandingan kuantitatif dengan membandingkan efisiensi perovskite dari berbagai penelitian sebelumnya. Tren pengembangan inovasi dan optimasi serta teknologi fabrikasi juga dikaji dengan membandingkan teknik dan material yang digunakan dan dampaknya terhadap efisiensi akhir yang didapatkan. Data yang diperoleh disusun dalam bentuk tabel agar lebih terstruktur, ringk (...truncated)