Insinyur MIT Kembangkan Sel Surya Lebih Tipis dari Rambut

Liputan6.com, Jakarta - Para insinyur dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) telah mengembangkan sel surya berbahan kain sangat ringan yang dapat mengubah permukaan apa pun menjadi sumber daya dengan cepat dan mudah.

Sel surya yang tahan lama dan fleksibel ini jauh lebih tipis dari rambut manusia. Ia dilapisi dengan kain kuat dan ringan, sehingga mudah dipasang pada permukaan tetap.

Selain itu, sel surya ini dapat memberikan energi saat bepergian sebagai wearable power fabric, dapat dipindahkan, dan dengan cepat diterapkan di lokasi terpencil untuk bantuan dalam keadaan darurat.

Dengan berat hanya satu per seratus dari panel surya konvensional, Sel sel surya ini menghasilkan 18 kali lebih banyak daya per kilogram. Ia dibuat dari tinta semikonduktor dengan menggunakan proses pencetakan yang bersifat skalabel di masa depan untuk produksi skala besar.

Karena begitu tipis dan ringan, sel surya ini dapat dilaminasi ke banyak permukaan berbeda. Sebagai contoh, mereka dapat diintegrasikan ke layar kapal untuk memberikan daya saat berlayar, disematkan ke tenda di operasi penanganan bencana, atau diterapkan ke sayap drone untuk memperpanjang jarak terbang mereka.

Teknologi surya ringan ini dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam lingkungan yang dibangun dengan kebutuhan instalasi minimal.

"Metrik yang digunakan untuk mengevaluasi teknologi sel surya baru biasanya terbatas pada efisiensi konversi daya mereka dan biaya mereka per watt," ujar Vladimir Bulović, direktur MIT.nano dan penulis senior dari makalah penelitian ini.

Kain surya ringan, kata Bulović, memungkinkan integrabilitas. Oleh karena itu, melalui karua ini dia dan rekannya berupaya mempercepat adopsi tenaga surya, mengingat kebutuhan mendesak saat ini untuk mengimplementasikan sumber daya bebas karbon baru.

Sel surya tradisional terbuat dari silikon yang rapuh, sehingga harus dikemas dalam kaca dan dipaket dalam rangka alumunium tebal dan berat. Itu membatasi tempat dan cara pemasangan sel surya.

Lima tahun lalu, tim ONE Lab menghasilkan sel surya menggunakan turunan material film tipis yang begitu ringan, sehingga dapat duduk di atas busa sabun. Namun, sel surya ultrapipih ini dibuat menggunakan proses vakum kompleks dan dapat menjadi mahal dan sulit diskalakan.

Dalam karya terbaru ini, mereka mengembangkan sel surya film tipis yang sepenuhnya dapat dicetak menggunakan bahan tinta dan teknik fabrikasi skalabel. Untuk menghasilkan sel surya, mereka menggunakan nanomaterial dalam bentuk tinta elektronik yang dapat dicetak.

Bekerja di ruang bersih di MIT.nano, mereka memoles struktur sel surya menggunakan slot-die coater, yang menempelkan lapisan material elektronik ke substrat yang telah dipersiapkan dan hanya setebal 3 mikron.

Menggunakan teknik screen printing, elektroda ditempelkan pada struktur untuk menyelesaikan modul surya. Para peneliti kemudian dapat mengambil modul yang telah dicetak, yang kira-kira setebal 15 mikron, dari substrat plastik.

Namun, modul surya tipis seperti itu sulit untuk diatur dan mudah robek, sehingga akan sulit dipasang.

Untuk mengatasi tantangan ini, tim MIT mencari substrat ringan, fleksibel, dan kuat yang dapat disematkan pada sel surya.

Mereka mengidentifikasi kain sebagai solusi terbaik, karena memberikan ketangguhan dan fleksibilitas mekanis dengan sedikit tambahan berat. Mereka menemukan material yang ideal - kain komposit yang hanya seberat 13 gram per meter persegi, dan secara komersial dikenal sebagai Dyneema.

Kain ini terbuat dari serat yang sangat kuat sehingga digunakan sebagai tali untuk mengangkat kapal cruise Costa Concordia dari dasar Laut Mediterania. Dengan menambahkan lapisan lem UV yang dapat dicetak, yang tebalnya hanya beberapa mikron, mereka menempelkan modul surya ke lembaran kain.