- Perangkat SOLED menggabungkan panel surya dan LED, dapat mengurangi beban baterai tentara.
- Efisiensi konversi listrik perangkat ini dapat mencapai 22%, dan dapat memancarkan cahaya hampir 11%.
- Teknologi ini dapat mengurangi ketergantungan pada baterai dan generator tradisional, meningkatkan ketahanan energi.
- Tim sedang berusaha meningkatkan kecerahan panel untuk memperluas jangkauan aplikasi.
Seorang tentara Amerika dapat membawa hingga 20 pon baterai untuk digunakan dengan radio dan perangkat elektronik lainnya saat menjalankan misi. Para insinyur di Florida International University telah mengembangkan perangkat tipis yang dapat mengurangi beban ini dengan mengubah sinar matahari menjadi listrik, sekaligus berfungsi sebagai sumber cahaya. Perangkat yang disebut SOLED ini menggabungkan panel surya dan dioda pemancar cahaya (LED). Proyek ini didanai oleh Departemen Pertahanan dengan anggaran sebesar $10 juta, dan perangkat ini sangat tipis sehingga dapat dijahit ke dalam seragam atau perlengkapan militer, memberikan cara pembangkit listrik yang senyap bagi pasukan yang berada di daerah terpencil tanpa kebisingan, panas, atau ukuran yang dihasilkan oleh generator.
SOLED terbuat dari semikonduktor perovskit multifungsi, yang dapat mengubah sinar matahari menjadi listrik dengan efisiensi hingga 22% saat berfungsi sebagai panel surya, kata tim tersebut, efisiensi ini setara dengan teknologi panel surya komersial. Ketika beroperasi secara terbalik, ia memancarkan cahaya dengan efisiensi hampir 11%, angka ini menunjukkan peningkatan signifikan dibandingkan versi sebelumnya. Meskipun sumber cahaya ini tidak terlihat terang bagi mata manusia, puncaknya berada di 818 nanometer, sedikit di luar batas cahaya yang terlihat, dan memancarkan cahaya merah muda yang lembut. Namun, sensor penglihatan malam, pemindai biometrik, dan perangkat pencitraan medis dapat membaca panjang gelombang semacam ini.
Tim saat ini sedang berusaha untuk membuat cahaya panel lebih terang.
Meningkatkan Ketahanan Energi
Daniela Radu, yang memimpin penelitian ini, menyatakan bahwa panel yang dapat menghasilkan listrik dan cahaya ini dapat mengurangi ketergantungan pada baterai, generator, dan suplai. "Ini adalah cara kita dapat meningkatkan ketahanan energi di tingkat individu tentara." Radu juga mencatat bahwa teknologi ini dapat mendorong pengembangan tampilan baru, sensor, dan perangkat fotovoltaik lainnya, yang dapat memberikan fleksibilitas ketika jalur suplai terancam.
Mengenai perluasan aplikasi, Neetesh Kumar, asisten profesor penelitian di FIU, menyatakan bahwa pengujian laboratorium panel surya perovskit biasanya menggunakan sampel sekitar 0,1 sentimeter persegi (sekitar 0,016 inci persegi), karena ini adalah rentang desain peralatan standar. Tim telah memperluas SOLED hingga 1,1 sentimeter persegi (sekitar 0,17 inci persegi), dan mempertahankan efisiensi konversi listrik di atas 20%, kemudian memperluasnya lagi hingga 2,1 sentimeter persegi (sekitar 0,33 inci persegi), sambil tetap mempertahankan kinerja yang kuat.
Meskipun ada tantangan dalam memperbesar ukuran, karena panel ini tipis dan memiliki banyak lapisan, Kumar menyatakan bahwa tim saat ini tidak mengalami masalah.
Tantangan dalam Memperluas Aplikasi
Pekerjaan ini berasal dari pendanaan Departemen Pertahanan, yang digunakan untuk mendukung Pusat Keunggulan Energi dan Penyimpanan Resiliensi Terintegrasi (CIREES), yang dipimpin oleh Radu. FIU bertanggung jawab atas proyek multiyear ini dan bekerja sama dengan mitra dari Penn State University, bertujuan untuk meningkatkan ketahanan energi personel tempur sebagai prioritas keamanan nasional. FIU belum memberikan jadwal untuk versi yang dapat dikenakan. Hasil saat ini menunjukkan bahwa efisiensi konversi listrik tetap di atas 20% dengan ukuran yang melebihi sampel laboratorium minimum. Penelitian ini dipublikasikan dalam jurnal Nano Energy.
Item Spesifikasi Efisiensi konversi listrik Hingga 22% Efisiensi operasi terbalik Hampir 11% Ukuran panel 1,1 sentimeter persegi (sekitar 0,17 inci persegi) Ukuran panel setelah diperluas 2,1 sentimeter persegi (sekitar 0,33 inci persegi)
Dampak Teknologi SOLED terhadap Tentara
Pengembangan perangkat SOLED tidak hanya dapat mengurangi beban baterai tentara saat menjalankan misi, tetapi juga meningkatkan kemampuan mereka dalam bertempur di daerah terpencil. Dengan menggabungkan teknologi tenaga surya dan LED, tentara dapat terus mendapatkan listrik tanpa bergantung pada sumber daya tradisional, yang sangat penting untuk meningkatkan ketahanan energi. Selain itu, penerapan teknologi ini yang sukses dapat mendorong pengembangan tampilan dan sensor baru, lebih lanjut meningkatkan fleksibilitas dalam operasi. Menghadapi tantangan di masa depan, tim masih perlu mengatasi kesulitan teknis yang dihadapi dalam memperluas aplikasi.