Peneliti Kembangkan Sel Surya Transparan Berkemajuan dengan Efisiensi Unggul

• Peneliti mengembangkan sel surya transparan hemat energi menggunakan komposit mikrowire silikon.
• Selain sinar matahari yang diserap, sel surya ini juga memanfaatkan sinar yang dipantulkan untuk menghasilkan energi.

Dalam beberapa tahun terakhir, gerbang penelitian yang berfokus pada sel surya transparan telah dibuka oleh ilmuwan yang percaya bahwa energi surya dapat memenuhi kebutuhan masyarakat, dan ini mungkin menjadi hal besar berikutnya.

Dalam fenomena fotovoltaik yang menarik ini, ada trade-off yang tidak dapat dihindari antara penerimaan cahaya (transparansi terlihat) dan generasi energi (efisiensi konversi fotovoltaik).

Hingga saat ini, kita telah melihat berbagai sel surya transparan bernuansa dengan efisiensi energi rendah dan transparansi modest. Sel ini tidak sesuai untuk diterapkan dalam perangkat elektronik, jendela mobil, dan jendela fotovoltaik terintegrasi bangunan.

Sekarang peneliti di Ulsan National Institute of Science and Technology di Korea Selatan telah mengembangkan sel surya transparan hemat energi menggunakan komposit mikrowire silikon. Mereka telah menyematkan batang silikon silinder dalam material polimer fleksibel dan transparan.

Bagaimana Sel Ini Berbeda dari Sel Surya Transparan Lainnya?

Berbeda dengan sel surya transparan yang ada, yang terutama berdasarkan warna, organik, dan perovskit, sel surya fleksibel dan netral warna baru ini berdasarkan pola mikrowire n-silikon.

Metode yang disebut deep-reactive ion etching digunakan untuk memfabrikasi mikrowire ini dengan jarak yang dapat dikontrol. Kemudian mereka disematkan dalam matriks polimer transparan fleksibel.

Referensi: Light: Science & Applications volume | DOI:10.1038/s41377-019-0234-y | UNIST

Sel ini dirancang sedemikian rupa sehingga sinar matahari yang dipantulkan dari batang silikon dapat dikontrol untuk meningkatkan efisiensi. Lebih spesifik, transmisi cahaya dapat disesuaikan dari 10 hingga 55 persen dengan mengubah jarak antara mikrowire.

Bagaimana Cara Kerjanya?

Setiap batang silikon dalam sel surya ini berfungsi sebagai lapisan fotoaktif: menyerap sinar matahari dan menghasilkan listrik. Peneliti telah menyusun batang pada interval tertentu sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu, sel surya mempertahankan karakteristik fleksibel dan transparan dari substrat itu sendiri.

Proses fabrikasi sel surya transparan baru | Karya para peneliti

Untuk meningkatkan kemampuan penyerapan cahaya tanpa mengorbankan transparansi, peneliti mengubah bentuk ujung mikrowire silikon secara dramatis. Sementara penyerapan, transmisi, dan pantulan cahaya terjadi dalam sel surya konvensional, mereka tidak memanfaatkan cahaya yang dipantulkan.

Struktur baru, di sisi lain, menyerap cahaya yang dipantulkan kembali ke dalam sel surya: Sinar matahari yang dipantulkan dari ujung batang silikon diserap oleh batang di sampingnya.

Sel surya transparan berbasis mikrowire ujung miring telah menunjukkan efisiensi 8% pada transparansi terlihat 10%. Ini adalah efisiensi tertinggi yang dicapai di antara sel surya transparan berbasis silikon. Mereka dapat mempertahankan efisiensi awal mereka bahkan setelah puluhan tes bengkok.

Baca: Pemanasan Global Akan Mengurangi Efisiensi Sel Surya

Dan berbeda dengan sel surya transparan warna netral lainnya, yang dipabrikasi pada substrat kaca kaku, sel surya fleksibel ini dapat memiliki berbagai aplikasi dunia nyata, mulai dari perangkat mobile dan wearable hingga generasi listrik terintegrasi bangunan.