Peneliti China Ciptakan Lapisan Kaca Ubah Cahaya Matahari Jadi Listrik

JAKARTA - Para peneliti China memperkenalkan sebuah lapisan transparan yang bisa mengubah kaca pada bangunan menjadi panel surya untuk menghasilkan energi listrik.

Diperkenalkan dengan nama Colorless and Unidirectional Diffractive-type Solar Concentrator (CUSC), lapisan ini bekerja sebagai konsentrator yang mengubah cahaya menjadi energi listrik melalui metode fotovoltaik, seperti yang pada bahan semikonduktor di sistem panel surya. 

Dengan memanfaatkan kristal cair kolesterik (CLC) multilapis dengan periodisitas lateral submikron, konsentrator tersebut mengarahkan foton sinar matahari, yakni partikel energi terkecil dari cahaya matahari yang membawa energi dan memiliki karakteristik gelombang, ke tepi jendela tempat sel fotovoltaik dipasang. 

"Dengan merekayasa struktur film kristal cair kolesterik, kami menciptakan sistem yang secara selektif mendifraksi cahaya terpolarisasi melingkar, mengarahkannya ke dalam pandu gelombang kaca pada sudut yang curam," ujar salah satu penulis utama penelitian ini, Dr. Dewei Zhang, sebagaimana dikutip dari sciencedaily.com.

Adapun yang membedakan inovasi ini dengan konsentrator luminescent konvensional adalah pada modelnya yang tranparan. Dengan demikian, kaca yang dilapisi CUSC tidak akan kehilangan fungsinya sebagai jendela, sehingga sinar matahari tetap bisa ke dalam bangunan.

Lapisan CUSC ini bisa mempertahankan transmitansi atau cahaya yang masuk melewati material tanpa diserap sekitar 64.2%, serta indeks rendering warna sebesar 91.3%. Artinya, inovasi pembangkit energi bersih ini dapat efektif bekerja tanpa mengubah tampilan jendela.

"Desain CUSC merupakan langkah maju dalam mengintegrasikan teknologi surya ke dalam lingkungan binaan tanpa mengorbankan estetika," kata salah satu peneliti, Profesor Wei Hu.

Lebih lanjut dirinya mengatakan, inovasi yang berhasil dikembangkan ini merupakan strategi praktis dan terukur untuk pengurangan karbon dan upaya menciptakan kemandirian energi.

Terkait kemampuan menghasilkan energi listrik, dalam uji coba yang dilakukan menggunakan cahaya laser hijau, energi yang berhasil ditangkap dan dikonversikan sebesar 38,1%. Sementara, dari eksperimen yang dilakukan dengan menggunakan prototipe CUSC berdiameter 1 inci, dapat langsung memberi daya pada kipas 10 mW di bawah sinar matahari. 

Dengan pemodelan ini menunjukkan bahwa jendela CUSC selebar 2 meter dapat memusatkan sinar matahari hingga 50 kali lipat, sehingga mengurangi jumlah sel fotovoltaik yang dibutuhkan hingga 75%.

Untuk mendapatkan konversi daya yang lebih besar lagi, sistem CUSC ini juga dapat diintegrasikan dengan sel fotovoltaik berkinerja tinggi seperti galium arsenida.