Ilmuwan Membangun Sel Surya Transparan yang Sangat Efisien

• Para peneliti mengembangkan sel surya transparan hemat energi menggunakan komposit kawat mikro silikon.
• Selain menyerap sinar matahari, sel surya ini juga memanfaatkan sinar pantul untuk menghasilkan energi.

Dalam beberapa tahun terakhir, pintu air penelitian yang berfokus pada sel surya transparan telah dibuka oleh para ilmuwan yang percaya energi surya dapat memenuhi kebutuhan masyarakat, dan itu bisa menjadi hal besar berikutnya.

Dalam fenomena fotovoltaik yang menarik ini, ada pertukaran yang tak terhindarkan antara penerimaan cahaya (transparansi yang terlihat) dan pembangkitan energi (efisiensi konversi fotovoltaik).

Sejauh ini, kita telah melihat berbagai sel surya transparan berwarna dengan efisiensi energi rendah dan transparansi sederhana. Mereka tidak cocok untuk digunakan di perangkat elektronik, jendela mobil, dan jendela fotovoltaik yang terintegrasi dengan gedung.

Sekarang para peneliti di Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan di Korea Selatan telah mengembangkan sel surya transparan hemat energi menggunakan komposit kawat mikro silikon. Mereka telah menyematkan batang silikon silindris dalam bahan polimer transparan yang fleksibel.

Apa Bedanya Dengan Sel Surya Transparan Lainnya?

Tidak seperti sel surya transparan yang ada, yang terutama didasarkan pada pewarna, organik, dan perovskit, sel surya baru yang fleksibel dan netral warna didasarkan pada pola kawat mikro n-silikon.

Metode yang disebut etsa ion reaktif-dalam digunakan untuk membuat kawat mikro ini dengan jarak yang dapat dikontrol. Mereka kemudian disematkan dalam matriks polimer transparan yang fleksibel.

Referensi:Cahaya:Volume Sains &Aplikasi | DOI:10.1038/s41377-019-0234-y | UNIS

Ini dirancang sedemikian rupa sehingga sinar matahari yang dipantulkan dari batang silikon dapat dikontrol untuk meningkatkan efisiensi. Lebih khusus lagi, transmisi cahaya dapat diatur dari 10 hingga 55 persen dengan mengubah jarak antar kabel mikro.

Bagaimana Cara Kerjanya?

Setiap batang silikon dalam sel surya ini berfungsi sebagai lapisan fotoaktif:ia menyerap sinar matahari dan menghasilkan listrik. Para peneliti telah mengatur 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 | Atas perkenan peneliti 

Untuk meningkatkan kemampuan penyerapan cahaya tanpa mengorbankan transparansi, para peneliti mengubah bentuk ujung kabel mikro silikon secara dramatis. Sementara penyerapan, transmisi, dan refleksi cahaya terjadi di 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 bagian atas batang silikon diserap oleh batang di sebelahnya.

Sel surya transparan berdasarkan kabel mikro 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 awalnya bahkan setelah puluhan uji tekuk.

Baca: Pemanasan Global Akan Mengurangi Efisiensi Sel Surya

Dan tidak seperti sel surya transparan warna netral lainnya, yang diproduksi di atas substrat kaca kaku, sel surya fleksibel ini dapat memiliki berbagai aplikasi di dunia nyata, mulai dari perangkat seluler dan perangkat wearable hingga pembangkit listrik terintegrasi di gedung.