Bagaimana cakram Blu-ray dapat meningkatkan panel surya

Cakram Blu-ray dapat membantu membuat sel surya yang digunakan pada panel surya menjadi lebih efisien, kata para peneliti.

Sel surya mengandalkan bahan itu mengubah foton cahaya menjadi listrik. Penelitian sebelumnya telah mengungkapkan bahwa jika struktur mikroskopis yang tingginya hanya nanometer (semiliar meter) ditempatkan pada permukaan sel surya, mereka dapat menghamburkan cahaya sehingga meningkatkan efisiensi sel.

Pola struktur nano terbaik untuk digunakan pada sel surya adalah pola kuasi-acak—pola yang tidak terlalu teratur atau terlalu acak. Pola yang terlalu teratur hanya membantu memusatkan satu panjang gelombang cahaya, sedangkan pola yang benar-benar acak memusatkan panjang gelombang yang terlihat di bawah sinar matahari dan secara tidak efisien memusatkan panjang gelombang yang relatif tidak berguna. (10 ide lingkungan paling gila)

“Untuk aplikasi sel surya, kami ingin meningkatkan penyerapan cahaya di seluruh panjang gelombang spektrum matahari dari sekitar 350 nanometer menjadi 2.300 nanometer,” kata rekan penulis studi Jiaxing Huang, seorang ilmuwan material di Northwestern University di Evanston, Illinois.

Teknik fabrikasi yang sangat mahal biasanya diperlukan untuk menciptakan pola kuasi-acak yang cocok untuk sel surya, sehingga membatasi penerapannya secara luas. Kini, Huang dan rekan-rekannya telah menemukan bahwa cakram Blu-ray dapat membantu menciptakan pola seperti itu dengan lebih murah.

Cakram Blu-ray dapat menampung lebih banyak data dibandingkan CD atau DVD. Mereka mengkodekan data menggunakan lubang mikroskopis yang kedalamannya hanya 25 hingga 30 nanometer dan panjang 75 nanometer. Lubang-lubang ini, dan pulau-pulau di antaranya, mewakili angka 0 dan 1 kode biner yang digunakan komputer untuk melambangkan informasi.

Para peneliti menggunakan Blu-ray “Police Story 3: Supercop,” yang dibintangi Jackie Chan, untuk membuat bentuk tekstur permukaan kuasi-acak yang mereka tempatkan pada sel surya. Mereka menemukan bahwa pola ini secara signifikan meningkatkan penyerapan cahaya sebesar 21,8 persen di seluruh spektrum matahari, lebih besar dibandingkan pola acak atau tanpa pola.

“Kejutan besarnya adalah pola ini bekerja dengan sangat baik,” kata Huang kepada Live Science.

Dalam pengujian terhadap berbagai film dan acara televisi, para peneliti menemukan bahwa tidak masalah konten video apa yang ada di cakram Blu-ray; semuanya bekerja sama baiknya untuk meningkatkan penyerapan cahaya di sel surya. Sebaliknya, rahasianya terletak pada algoritma yang digunakan untuk mengkodekan data pada Blu-ray, yang mengubah data menjadi pola kuasi-acak yang “sangat cocok untuk menangkap cahaya di seluruh spektrum matahari,” kata Huang.

Karena produksi Blu-ray sudah cocok untuk produksi massal, temuan ini dapat memberikan cara yang hemat biaya untuk meningkatkan sel surya, kata para peneliti. Meskipun para peneliti melakukan percobaan pada sel surya polimer, mereka mengatakan perhitungan mereka menunjukkan bahwa kartrid Blu-ray juga dapat bekerja dengan jenis sel surya umum lainnya.

Para ilmuwan merinci temuan mereka secara online pada 25 November di jurnal Nature Communications.

Hak Cipta 2014 Ilmu Hidup, sebuah perusahaan TechMediaNetwork. Seluruh hak cipta. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.