Ilmuwan dari Universitas Cambridge telah mencapai terobosan signifikan dalam bidang energi berkelanjutan. Mereka berhasil mengidentifikasi mekanisme kuantum yang sebelumnya tidak diketahui dalam semikonduktor organik. Penemuan penting ini, yang diumumkan pada tanggal 15 Oktober 2025, berpotensi besar untuk menyederhanakan secara radikal dan menekan biaya produksi panel surya. Inti dari inovasi ini terletak pada kemampuan molekul organik tertentu untuk menunjukkan konversi energi cahaya menjadi energi listrik yang hampir sempurna. Hal ini dicapai dengan memanfaatkan perilaku kuantum yang sebelumnya hanya dikaitkan secara eksklusif dengan oksida logam anorganik.
Tim peneliti, yang merupakan kolaborasi antara spesialis dari departemen kimia dan fisika, memusatkan studi mereka pada semikonduktor radikal-spin organik bernama P3TTM. Karakteristik utama dari senyawa ini adalah keberadaan satu elektron yang tidak berpasangan pada setiap molekulnya, sebuah fitur yang memberikan P3TTM sifat magnetik dan kelistrikan yang unik. Ketika molekul-molekul P3TTM membentuk lapisan tipis, elektron bebasnya mulai berinteraksi secara teratur. Fenomena ini menyerupai konsep isolator Mott-Hubbard, sebuah prinsip fundamental yang sangat penting dalam fisika zat terkondensasi.
Profesor Sir Richard Friend dan rekan-rekannya, termasuk Profesor Hugo Bronstein, mencatat bahwa penyerapan foton memicu “lompatan” satu elektron ke molekul tetangga. Proses ini secara alami menghasilkan pasangan muatan yang berlawanan—positif dan negatif—yang kemudian dapat diekstraksi sebagai arus listrik. Mekanisme baru ini berhasil mengatasi batasan mendasar yang melekat pada fotosel organik tradisional. Fotosel konvensional memerlukan struktur “sandwich” yang rumit, terdiri dari donor dan akseptor elektron, hanya untuk mencapai pemisahan muatan yang efisien.
Sel surya eksperimental yang dikembangkan menggunakan film P3TTM menunjukkan efisiensi konversi yang mendekati seratus persen. Ini berarti bahwa secara praktis, hampir setiap foton yang diserap berhasil diubah menjadi muatan yang berguna. Pencapaian luar biasa ini membuka jalan bagi pembuatan panel surya yang jauh lebih sederhana, lebih ringan, dan lebih terjangkau secara ekonomis bagi masyarakat luas. Penemuan ini juga memiliki makna simbolis, karena bertepatan dengan periode yang mendekati peringatan 120 tahun kelahiran Sir Neville Mott, yang karyanya meletakkan dasar untuk pemahaman mendalam mengenai interaksi elektron dalam benda padat.
Para ilmuwan memandang ini bukan sekadar peningkatan teknis, melainkan peluang besar untuk implementasi solusi surya yang lebih luas dalam konteks transisi global menuju energi terbarukan. Mekanisme yang mandiri dan baru ini berpotensi melampaui efisiensi tertinggi yang pernah dicapai oleh modul organik sebelumnya. Hal ini membuka cakrawala baru untuk menciptakan sumber energi yang fleksibel, tipis, dan serbaguna, yang dapat diintegrasikan ke hampir semua permukaan. Penemuan ini benar-benar menjanjikan masa depan yang lebih cerah bagi teknologi fotovoltaik organik, mempercepat adopsi energi bersih di seluruh dunia.