Peneliti Jerman Memperkenalkan Pelapis Diri yang Memperkuat Kekuatan Kaca Surya Hingga Tujuh Kali dan Mengurangi Berat Hingga 30%

Peneliti Jerman baru-baru ini mengungkapkan sebuah pelapis diri yang khusus, yang mampu memperbaiki retakan kecil pada kaca surya, serta mengurangi beratnya hingga 40% dan meningkatkan kekuatannya hingga tujuh kali lipat dari yang asli. Teknologi ini dikembangkan oleh perusahaan energi surya EXXERGY yang berlokasi di Gräfelfing dan anak perusahaannya EXXOSQEL. Untuk mencapai hasil ini, perusahaan tersebut bekerja sama dengan Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC di Würzburg. Inovasi ini juga dapat mengurangi berat panel surya hingga 30%. Menurut laporan tim, pengujian di laboratorium telah menunjukkan hasil yang menggembirakan.

Pelapis ini meningkatkan kekuatan sampel kaca setebal 0,08 inci (2 mm) hingga empat kali lipat. Sementara itu, sampel setebal 0,04 inci (1 mm) menunjukkan peningkatan kekuatan hingga tujuh kali lipat dibandingkan dengan kaca biasa yang tidak diperkuat. Saat ini, tim sedang berusaha menyesuaikan pelapis ini agar cocok untuk panel surya berukuran penuh.

Peningkatan Kekuatan Pelapis dan Aplikasi

Direktur Utama EXXOSQEL, Thomas Sauer, menyatakan, "Proses dari sampel laboratorium ke modul surya besar memerlukan pengetahuan mendalam dalam sintesis material, teknik aplikasi, dan pembuatan modul." Kaca adalah komponen kunci dari panel surya, karena melindungi sel surya dan komponen listrik lainnya dari cuaca serta memungkinkan sinar matahari masuk. Berat kaca menyumbang lebih dari 80% dari total berat panel surya. Berat panel surya tradisional biasanya berkisar antara 2,3 hingga 2,7 pon per kaki persegi (11 hingga 13 kilogram per meter persegi).

Namun, desain yang lebih berat dapat mencapai 3,3 pon per kaki persegi (16 kilogram per meter persegi). Menggunakan kaca yang lebih tipis dapat mengurangi berat panel surya, tetapi juga meningkatkan risiko kerusakan. Produsen biasanya memperkuat kaca melalui perlakuan panas, yang membuat penyebaran retakan menjadi lebih sulit. Namun, ketika ketebalan kaca turun menjadi 0,08 inci (2 mm) atau lebih tipis, perlakuan panas tradisional menjadi sulit dilakukan.

Tim Jerman ini mengatasi masalah tersebut dengan membentuk ikatan kimia di dalam retakan. Menurut EXXOSQEL, materialnya membentuk struktur komposit tiga dimensi (3D) yang menciptakan jembatan kovalen pada tingkat molekuler. Sauer menambahkan, "Secara spesifik, kami menciptakan material komposit yang terhubung secara tiga dimensi dari beberapa komponen, di mana matriksnya membentuk jembatan kovalen di dalam retakan mikro setelah pelapis diterapkan." Ikatan kimia ini meningkatkan energi yang diperlukan untuk merusak kaca, sehingga lembaran kaca yang lebih tipis menjadi lebih kuat. EXXOSQEL memperkirakan bahwa pengurangan berat kaca sebesar 40% dapat mengurangi berat keseluruhan beberapa panel surya hingga 30%.

Produksi dan Tingkat Kematangan Teknologi

Tim sekarang bertujuan untuk membuat pelapis ini cocok untuk produksi massal. Fraunhofer ISC sedang membantu memproduksi pelapis ini dalam jumlah hingga 100 liter (26,4 galon) per batch. Lembaga ini juga berupaya mengotomatiskan proses pelapisan agar produsen dapat mengintegrasikannya ke dalam jalur produksi yang sudah ada. Sementara itu, EXXERGY bekerja sama dengan Fraunhofer CSP untuk menguji penggunaan pelapis ini pada kaca panel surya yang lebih besar. Menurut EXXOSQEL, pengembangan ini telah mendekati tingkat kematangan teknologi 6 (TRL 6), yang menunjukkan bahwa sebuah model atau prototipe telah ditunjukkan dalam lingkungan yang relevan.

Sauer menjelaskan pentingnya kemajuan ini: "Ini berarti kami telah berhasil memproduksi prototipe awal dalam kondisi aplikasi nyata dan sedang melakukan pengujian tekanan." Tujuan mereka selanjutnya adalah mencapai tingkat kematangan teknologi 7. Kategori ini melibatkan demonstrasi teknologi dalam lingkungan operasi nyata. Jika berhasil, pelapis ini dapat mengurangi bahan baku dan energi yang diperlukan untuk memproduksi panel surya.

EXXOSQEL akan mempresentasikan demonstrasi teknologi ini pada tahun 2026 di Glasstec di Düsseldorf. Acara ini merupakan pameran perdagangan internasional terkemuka di industri kaca, yang akan berlangsung dari 20 hingga 23 Oktober.