Kisah sukses dari Intel ISEF 2006 & 2007 : Membuat ‘prakarya’ sel surya (Bag. 1)

Kira-kira dua tahun lalu, seorang Professor di Departemen Bioindustry di kampus saya, Yeungnam University, meminta saya untuk membantu puterinya yang tengah mengerjakan tugas penelitian sebagai mata pelajaran yang wajib diambil di sekolahnya. Putrinya ini ialah siswi kelas 3 (junior level) SMU di Portland, Oregon, Amerika (lihat homepage Oregon Episcopal School ) dan tengah mengambil mata pelajaran Fisika. Salah satu syarat kelulusan mata pelajaran ini ialah setiap siswa/i patut mengerjakan sebuah proyek penelitian. Dan salah satu tradisi di sekolahnya (dan di Amerika pada umumnya) ialah mengkompetisikan setiap hasil penelitian baik antarsiswa di satu sekolah maupun antarsekolah di ruang lingkup negara bagian dan nasional.Sebenarnya yang saya tangkap, siswi ini sangat memerlukan hasil peneitlian yang bagus sehingga dapat dijadikan sebagai modal masuk ke perguruan tinggi sedangkan pada saat yang sama, ia tengah mempersiapkan diri untuk lolos tes ujian masuk perguruan tinggi di Amerika yang dikenal dengan SAT (standarized test for college admission) semacam UMPTN/SPMB di Indonesia. Saya menerima permohonan Professor untuk membantu putrinya tersebut. Kloplah sudah.

Persoalan kemudian muncul. Penelitian apa yang bagus untuk dilakukan? Kemudian, sampai berapa tinggi level penelitian yang hendak dikerjakan bila mengingat sang siswi tersebut masih ‘anak SMA’. Dan yang lebih berat ialah, bagaimana teknis pelaksanaan penelitian mengingat ia hanya memiliki waktu di masa liburan (3 bulan saat liburan musim panas, 1 pekan saat liburan thanksgiving, dan 2 pekan saat liburan Natal-tahun baru).

Persoalan pertama dan kedua menjadi yang paling rumit manakala tidak ada batas minimum dan maksimum sejauh mana level penelitian tersebut dilakukan. Ada beberapa pertimbangan; (1) SMU siswi tersebut ialah sebuah sekolah khusus sains, boarding school, dan salah satu sekolah yang berkategori sangat baik di sana. (2) setiap penelitian (siswi tersebut menyebutnya ‘science project’) akan diperlombakan di tingkat internal sekolah, negara bagian, dan nasional-internasional. (3) Saya belum pernah berpengalaman membimbing anak SMU, apalagi yang bersekolah di luar negeri. Ditambah lagi, pemenang hasil penelitian di sekolahnya, akan diikutsertakan sebagai partisipan pada kompetisi bergengsi Intel International Science and Engineering Fair (lihat homepage Intel ISEF), sebuah ajang kompetisi hasil penelitian tingakt SMP-SMU di segala bidang ilmu pengetahuan skala internasional yang disponsori penuh oleh Intel Corp.

Melihat judul-judul penelitian para pemenang tahun-tahun sebelumnya, kita pasti akan dibuat bergidik. Bagaimana tidak? Penelitian skala mahasiswa PhD telah dilakukan oleh para pemenang kompetisi ini; dari topik quantum well, theoretical physics, biotechnology, medicine, computer simulation dan lain lain. Para siswa/i memang telah diberikan kebebasan dalam memilih judul maupun mekanisme penelitiannya, yakni apakah ia akan melakukannya sendiri, dalam sebuah tim, dilakukan di lab sekolah atau meminjam lab di sebuah kampus tertentu.

Hasilnya, dikarenakan oleh tingginya level penelitian siswa/i, maka tidak jarang pemenang Intel ISEF ini juga masuk dalam pemenang kompetisi First Step to the Nobel Prize in Physics. Bahkan salah satu alumnus kompetisi ini kelak menjadi Nobel laureate beneran di bidang Fisika 1979, yakni Steven Weinberg, (bersama dengan Sheldon Glashow dan Abdus Salam).

Setelah lama berdiskusi dengan siswi dan ayahnya, kami memutuskan untuk mengambil topik sel surya sebagai bahan science project-nya mengingat lab saya ialah lab yang berkonsentrasi pada sel surya. Singkat kata, kami mencoba untuk menekuni penelitian tentang salah satu tipe sel surya yang mungkin paling pesat perkembangannya; dye-sensitized solar cell (DSSC, lihat artikel Solar materials for solar cells). Alasan memilih topik ini ialah, sel surya ini ialah sel surya generasi ketiga yang baru ditemukan pada tahun 1991 oleh Gratzel, teknologinya belum mapan sehingga banyak memberikan kesempatan ruang penelitian untuk mengkaji hal-hal yang belum banyak tereksplorasi (nilai originalitas sebuah penelitian), level penelitiannya variatif alias topik tersebut banyak dikaji oleh mahasiswa S1 maupuan untuk disertasi mahasiswa S3. tergantung tingkat kesulitan penelitiannya. Di sisi lain, sel ini relatif sederhana dibandingkan dengan jenis sel surya lain; DSSC tidak membutuhkan teknik pembuatan yang high-tech, paling murah bahan-bahannya, pembuatannya mudah, dan banyak alternatif cara maupun material alternatif penyusun selnya.

Untuk memulai penelitian, kami mulai menyusun hipotesis setelah mengkaji beberapa aspek latar belakang permasalahan, problem utama dalam pembuatan dan pemanfaatan DSSC, alternatif-alternatif pendekatan, hingga soal teknis pengujian efisiensi sel.

Kami temukan bahwa DSSC ini memiliki beberapa kelemahan dalam hal pendekatan produksi, adanya potensi untuk menggantikan material penyusunnya, hingga pendekatan teknologi dalam proses pembuatannya. Tiga persoalan inilah yang akhirnya menjadi tujuan utama penelitian ini.


Leave a comment

Filed under Blog

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s