Langsung ke konten utama

Bulu Silikon Untuk Sel Surya yang Menangkap Sinar Lebih Baik dan Murah

loading...
bisnis online
(KeSimpulan) Perangkat baru bisa membuat sel surya lebih murah. Karpet bulu berukuran mikro, sel surya yang baru, berdasarkan desain batang silikon bisa menghasilkan listrik dengan biaya lebih murah dibandingkan perangkat solar konvensional. Karpet belum dibuat menjadi kerja sel surya, tetapi awal pengukuran kemampuannya untuk menyerap cahaya menyarankan pada saat ini bahwa mereka bisa menjadi pengganti yang murah untuk teknologi yang sudah ada.

Gagasan di balik photovoltaic solar cells sangat mudah yaitu ketika matahari menyentuh material, masuk elektron yang mulai mengalir dalam satu arah. Elektron meninggalkan kekosongan, lubang bermuatan positif yang bergerak ke arah lain, secara efektif menciptakan arus. Ini adalah ide sederhana, tetapi tidak murah. Bahan pilihan untuk sel lebih tipis dari silikon wafer yang akan efisien dalam menyerap cahaya tetapi mahal untuk diproduksi.

Sekarang Harry Atwater dan rekan-rekannya dari California Institute of Technology di Pasadena telah menciptakan sebuah alternatif yang menggunakan seperseratus bahan dari teknologi silikon. Dengan menggunakan teknik mapan untuk perakitan nanowires pada suatu permukaan, para peneliti menumbuhkan sebuah 'karpet' batang (bulu) silikon dengan skala mikrometer berbaris seperti bulu berdiri. Mereka kemudian menanam batang pada polimer transparan.

Konfigurasi ini saja tidak cukup untuk efesien menyerap cahaya. Meskipun array dapat menyerap cahaya yang datang pada sudut yang dangkal (misalnya sudut di mana kemungkinan sinar matahari pagi memapar atap panel surya), hantaman cahaya yang langsung turun dari atas cenderung melintas di antara batang untuk meudian hilang. "Tidak bisa menyerap cahaya pada pagi hari tidak berarti harus membuat property besar untuk sebuah solar cell," kata Atwater.

Untuk mengatasi masalah ini, tim peneliti menaburkan partikel aluminium oksida partikel ke polimer transparan. Partikel-partikel ini menebar cahaya yang masuk sehingga memantul di dalam array, meningkatkan peluang cahaya memukul kawat silikon. Akibatnya, hingga 85% dari insiden yang dapat dimanfaatkan pada cahaya matahari dapat diserap secara efektif. Laporan tim peneliti dipublikasikan di jurnal Nature Materials.

Atwater terkejut menemukan bahwa karpet silikon melebihi wafer konvensional dalam menyerap pada frekuensi inframerah. Hasilnya, memberikan "dogma mapan" bahwa penyerapan paling tinggi adalah wafer bertekstur kasar. "Kami telah merusak dari apa yang orang pikirkan mengenai batas penyerapan," kata Atwater.

"Ini adalah demonstrasi yang indah dan set hasil mencolok. Masalah mendasar dengan semua sel surya adalah terlalu mahal, dengan mengurangi material dan biaya namun tetap menjaga efisiensi telah menjadi kekuatan utama dari setiap penelitian di bidang ini," kata Ken Durose, fisikawan sel surya dari Durham University, Inggris.

Tim Atwater akan melangkah selanjutnya dengan membuat matahari untuk berfungsi penuh pada perangkat surya dari silikon array ciptaan mereka, kata Durose yang mencatat bahwa sebuah kelompok yang berbasis di St Petersburg, Rusia, baru-baru ini juga membangun sebuah sel surya berdasarkan nanowire array yang terbuat dari gallium arsenide yang lebih mahal untuk silicon alternatif.

Atwater mengatakan bahwa timnya kini berusaha untuk meningkatkan ciptaannya. Jika berhasil, teknologi berbasis silikon memiliki keuntungan yang seharusnya relatif mudah untuk dimasukkan ke dalam proses manufaktur saat ini. "Alat-alat dan fasilitas yang kita butuhkan untuk membangun kabel sudah digunakan," kata Atwater.

Namun, Keith Barnham dari Quantum Photovoltaics Group di Imperial College London mengatakan bahwa itu terlalu dini untuk mengatakan apakah karpet kecil ini benar-benar akan bekerja. Bahan cacat adalah masalah besar ketika membangun sebuah sel surya karena prompt mereka terpisah dari elektron dan lubang terpisah untuk 'bergabung kembali' akan mengurangi kinerja sel. Tim Atwater harus menunjukkan bahwa ini bukan masalah yang signifikan dalam perangkat yang dibuat menggunakan kabel silikon, kata Barnham.
  1. Kelzenberg, M. D. et al. Alam Mater. DOI: 10.1038/NMAT2635 (2010).
  2. Cirlin, G. E. et al. Nano Res. Lett. 5, 360-363 (2010).
bisnis online
Ikuti sains dan teknologi terkini di: Laporan Penelitian. Update via: Google+ Twitter Facebook Pinterest YouTube
Kesimpulan.com menerima konten tentang teknologi, sains, lingkungan dan bisnis dari siapa saja. Kami siap untuk publikasi dan press release. Informasi lanjut kunjungi laman ini.

Komentar