Courtesy of InterestingEngineering

Inovasi Coating Metasurface Satu Lapisan Percepat Efisiensi Panel Surya

Menunjukkan bahwa lapisan antireflektif yang dirancang dengan cerdas dapat meningkatkan efisiensi panel surya arus utama.

03 Mei 2025, 05.43 WIB

117 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Koating antireflektif berbasis metasurface dapat meningkatkan efisiensi sel surya secara signifikan.
Desain yang menggunakan kecerdasan buatan dapat menghasilkan solusi inovatif dalam bidang fotonik.
Penelitian ini membuka peluang untuk aplikasi lebih luas dalam sensor dan perangkat optik lainnya.

Amerika Serikat - Para ilmuwan telah berhasil meningkatkan efisiensi sel surya silikon dengan menggunakan permukaan yang direkayasa dengan presisi. Desain baru lapisan antireflektif berbasis metasurface silikon lapisan tunggal mampu menekan refleksi dalam rentang panjang gelombang 500 hingga 1200 nm untuk sudut insidensi hingga 60 derajat. Hampir setengah dari energi surya yang mencapai sel surya silikon hilang karena refleksi pada antarmuka silikon-udara, sehingga lapisan antireflektif ini sangat penting.

Penelitian yang dipublikasikan di Advanced Photonics Nexus menunjukkan bahwa lapisan metasurface silikon dapat menekan refleksi hingga 2% pada sudut langsung dan 4,4% pada sudut miring. Pendekatan desain maju dan terbalik yang ditingkatkan oleh kecerdasan buatan (AI) digunakan untuk mengembangkan metasurface ini. Hasilnya menunjukkan bahwa struktur nanofotonik yang dirancang dengan cerdas dapat mengungguli lapisan antireflektif klasik.

Lapisan ini tidak hanya meningkatkan efisiensi panel surya, tetapi juga dapat mempercepat transisi ke energi bersih. Selain itu, pendekatan ini membuka pintu untuk lapisan fotonik multifungsi yang dapat bermanfaat bagi sensor dan perangkat optik lainnya. Peneliti menekankan bahwa solusi yang ditingkatkan oleh metasurface menunjukkan fungsi tinggi dalam hal pengurangan refleksi pada kaca dan substrat indeks rendah lainnya.

--------------------

Analisis Kami: Penggunaan AI dalam mendesain coating metasurface ini menunjukkan potensi besar dalam mengoptimalkan fungsi optik yang sebelumnya sulit dicapai dengan metode tradisional. Pendekatan inovatif ini juga memperlihatkan bagaimana nanoteknologi dapat mengatasi keterbatasan desain antireflektif konvensional, membuka era baru untuk aplikasi energi terbarukan.

--------------------

Analisis Ahli:

Prof. John D. Joannopoulos: Pendekatan gabungan forward dan inverse design yang dipadukan dengan AI adalah terobosan yang sangat penting dalam pengembangan photonik nanostruktur untuk aplikasi energi dan optik.

Dr. Shanhui Fan: Penerapan metasurface untuk antirefleksi broadband dengan sudut insiden luas membuka cakrawala baru dalam efisiensi sel surya dan teknologi optik lainnya.

--------------------

What's Next: Inovasi coating antireflektif metasurface tunggal ini akan mempercepat pengembangan panel surya yang lebih efisien dan membantu mempercepat transisi global ke energi bersih.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/energy/ultrahigh-efficiency-achieved-in-solar-panels

Pertanyaan Terkait

Apa yang dicapai oleh para ilmuwan dalam penelitian terbaru ini?

Para ilmuwan telah mencapai efisiensi tinggi dalam sel surya dengan menggunakan permukaan yang direkayasa secara presisi.

Bagaimana koating antireflektif baru ini bekerja?

Koating antireflektif baru ini bekerja dengan mengurangi refleksi cahaya dalam rentang panjang gelombang yang luas, dari 500 hingga 1200 nm.

Apa keuntungan dari menggunakan metasurface dibandingkan koating antireflektif konvensional?

Keuntungan dari menggunakan metasurface adalah dapat mengurangi refleksi secara signifikan di berbagai sudut dan panjang gelombang, tidak seperti koating konvensional yang hanya efektif dalam rentang sempit.

Apa peran kecerdasan buatan dalam desain koating ini?

Kecerdasan buatan digunakan untuk meningkatkan desain metasurface, memungkinkan pencapaian sifat antirefleksi yang lebih baik.

Mengapa penelitian ini penting untuk transisi energi bersih?

Penelitian ini penting karena dapat meningkatkan efisiensi panel surya dan mempercepat transisi menuju energi bersih.