KAUST Uji Lapisan Solar Cell yang Bisa Membersihkan Diri dan Menghasilkan Air dari Udara

Di tengah ambisi Arab Saudi menjadi pemimpin global dalam energi bersih, para peneliti di King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) berhasil mengembangkan teknologi lapisan (coating) inovatif untuk solar cell. Di mana lapisan ini tidak hanya mampu membersihkan dirinya sendiri, tetapi juga menangkap kelembapan dari udara dan mengubahnya menjadi air. Teknologi ini menawarkan solusi terhadap salah satu tantangan terbesar pembangkit listrik tenaga surya di kawasan gurun, yaitu debu dan keterbatasan air.

Penumpukan debu pada permukaan panel surya selama ini menjadi masalah serius di wilayah panas dan kering seperti Arab Saudi. Debu dapat mengurangi efisiensi produksi listrik. Sementara proses pembersihan panel membutuhkan konsumsi air yang besar dan biaya operasional yang tidak sedikit.

Melihat tantangan tersebut, tim peneliti KAUST merancang lapisan transparan berbasis nanoteknologi yang memungkinkan panel surya tetap bersih secara otomatis tanpa memerlukan pencucian rutin.

**Cara Kerja Lapisan Solar Cell yang Menangkap Air dari Udara**

Lapisan baru ini dibuat dari material silikon berstruktur nano yang transparan. Sehingga tidak menghalangi cahaya matahari mencapai sel surya. Selain itu, material tersebut memiliki kemampuan menolak debu dan air sekaligus menurunkan suhu permukaan panel pada malam hari hingga sedikit lebih dingin dibandingkan udara sekitarnya.

Ketika suhu permukaan turun, uap air yang ada di udara akan mengembun menjadi tetesan air di atas panel. Dan tetesan ini kemudian mengalir membawa partikel debu yang menempel. Kemudian menciptakan mekanisme pembersihan alami tanpa energi tambahan maupun penggunaan air eksternal.

Dengan memanfaatkan perbedaan suhu alami antara siang dan malam, teknologi ini bekerja secara pasif. Sehingga sangat cocok diterapkan pada lingkungan gurun yang memiliki fluktuasi suhu harian cukup besar.

Hasil Uji Lapangan Selama Enam Bulan

KAUST menguji lapisan tersebut di lingkungan kampusnya selama enam bulan. Dan hasilnya menunjukkan bahwa panel surya yang dilapisi material baru mengalami penurunan kinerja yang sangat kecil dibandingkan panel biasa yang mengalami penurunan efisiensi lebih signifikan akibat akumulasi debu.

Tidak hanya itu, permukaan yang telah dilapisi juga mampu menghasilkan lebih dari dua kali lipat volume air kondensasi dibandingkan permukaan tanpa lapisan dalam kondisi yang sama. Air yang terkumpul kemudian digunakan dalam percobaan irigasi skala kecil dan terbukti cukup untuk mendukung pertumbuhan tanaman.

Temuan ini menunjukkan bahwa satu teknologi dapat memberikan dua manfaat sekaligus: menjaga performa solar cell dan menyediakan sumber air tambahan bagi lingkungan yang kekurangan air.

Melanjutkan Riset Panen Air dari Atmosfer

Pengembangan lapisan solar cell ini sejalan dengan berbagai penelitian KAUST sebelumnya dalam bidang pemanenan air atmosfer (atmospheric water harvesting). Dalam riset lain, para ilmuwan universitas tersebut berhasil menciptakan sistem bertenaga surya yang mampu mengekstraksi 2–3 liter air per meter persegi setiap hari dari kelembapan udara, bahkan di lingkungan kering Arab Saudi.

Riset-riset tersebut menunjukkan fokus KAUST dalam mengintegrasikan solusi energi dan air secara bersamaan, dua kebutuhan utama bagi negara-negara beriklim kering yang tengah mempercepat transisi menuju ekonomi rendah karbon.

Potensi Besar untuk Masa Depan Energi Arab Saudi

Dengan ekspansi proyek energi surya skala besar yang terus berlangsung di Arab Saudi, teknologi lapisan solar cell ini berpotensi memberikan dampak signifikan terhadap efisiensi operasional pembangkit listrik tenaga surya. Pengurangan kebutuhan pembersihan panel dapat menghemat air, menekan biaya pemeliharaan, serta meningkatkan produksi listrik secara berkelanjutan.

Para peneliti saat ini masih melakukan pengujian lanjutan untuk mengevaluasi ketahanan dan performa lapisan tersebut dalam jangka panjang serta pada berbagai kondisi lingkungan. Hasil penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Energy and Environmental Materials.

Jika berhasil dikomersialisasikan, inovasi KAUST ini dapat menjadi langkah penting dalam evolusi teknologi solar cell, terutama bagi negara-negara gurun yang menghadapi tantangan energi dan air secara bersamaan.

Referensi: