JAKARTA - Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) sedang mengembangkan teknologi energi terbarukan melalui inovasi sel surya bio-fotovoltaik yang menggunakan pigmen fotosintesis dari bakteri ungu (Rhodobacter sphaeroides).
Perekayasa Pusat Riset Sistem Nanoteknologi BRIN, Tulus, dalam keterangan di Jakarta, Senin, menerangkan bahwa penelitian ini berfokus pada pemanfaatan protein kompleks fotosintesis reaction center-light harvesting 1 (RC-LH1) dari bakteri ungu sebagai lapisan penyerap cahaya pada perangkat sel surya.
"Material biologis tersebut dikombinasikan dengan berbagai lapisan semikonduktor untuk menghasilkan pemisahan muatan listrik ketika terpapar cahaya matahari," jelasnya.
Tulus memaparkan bahwa tim peneliti memakai struktur elektroda berlapis indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), dan fullerene (C60) sebagai katoda untuk mengumpulkan elektron.
Di sisi lain, lapisan molibdenum oksida serta perak digunakan sebagai anoda guna mengumpulkan hole.
Ia menyebut riset ini menghadirkan pendekatan baru dalam pengembangan teknologi fotovoltaik dengan memanfaatkan sistem fotosintesis alami milik bakteri ungu.
Bakteri tersebut tidak bersifat patogen sehingga aman digunakan dan memiliki kemampuan fotosintesis yang sangat efisien.
"Pada prinsipnya, fotosintesis dan fotovoltaik memiliki kesamaan, yaitu sama-sama memanfaatkan energi cahaya matahari. Fotosintesis mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, sedangkan fotovoltaik mengubahnya menjadi energi listrik," ujarnya.
Menurut Tulus, keunggulan utama sistem fotosintesis bakteri ungu terletak pada efisiensi kuantum yang tinggi serta kemampuan pemisahan muatan yang sangat baik.
Karakteristik tersebut menjadikan RC-LH1 sebagai salah satu material biologis potensial untuk mendukung pengembangan teknologi bio-fotovoltaik.
"Melalui penelitian ini, kami berupaya memanfaatkan komponen fotosintesis bakteri ungu sebagai material pengonversi energi cahaya menjadi energi listrik yang bernilai lebih tinggi," ucap dia.
Ia menilai teknologi ini masuk dalam kategori sel surya generasi ketiga (third-generation solar cells) yang menjadi bagian dari teknologi fotovoltaik baru (emerging photovoltaics), khususnya bio-solar cell.
Teknologi ini dinilai lebih berkelanjutan karena menggunakan material ramah lingkungan, diproses pada suhu rendah, serta memanfaatkan sumber daya alam yang melimpah.
Tulus optimistis hasil penelitian menunjukkan capaian yang menjanjikan. Perangkat bio-fotovoltaik yang dikembangkan berhasil menghasilkan nilai tegangan rangkaian terbuka atau open circuit voltage yang sangat tinggi untuk kategori bio-fotovoltaik padat.
"Sepengetahuan kami, capaian ini masih menjadi salah satu hasil terbaik pada bidang bio-fotovoltaik padat untuk parameter open circuit voltage. Tantangan berikutnya adalah meningkatkan arus yang dihasilkan agar efisiensi keseluruhan perangkat semakin tinggi," tutur Tulus.
Riset ini merupakan hasil kolaborasi internasional antara BRIN dengan University of Bristol melalui Prof. Mike Jones serta para peneliti dari Vrije Universiteit Amsterdam. Kerja sama tersebut bertujuan mengembangkan desain sel surya inovatif yang mampu mendukung transisi menuju energi bersih dan berkelanjutan di masa depan.