Sel surya

Jenis sel surya dalam ruangan baru untuk perangkat cerdas

© Marina Freitag

Internet of Things, atau IoT, sebuah jaringan perangkat fisik dan aplikasi yang terhubung melalui internet. Diperkirakan pada tahun 2025, banyak sisi kehidupan kita akan dimediasi melalui 75 miliar perangkat IoT, yang sebagian besar akan ditempatkan di dalam ruangan. Pemasangan perangkat IoT tersebut mengharuskan perangkat menjadi otonom, artinya mereka tidak perlu lagi menggunakan baterai atau koneksi jaringan untuk beroperasi. Untuk mencapainya, penting untuk mengidentifikasi sumber energi lokal low-maintenance yang dapat menyediakan daya lokal ke perangkat IoT, terutama dalam kondisi sekitar.

Tim peneliti yang dipimpin oleh Marina Freitag, asisten profesor di Department of Chemistry, Uppsala University, telah mengembangkan sel-sel fotovoltaik dalam ruangan baru yang dapat mengubah hingga 34 persen cahaya tampak menjadi listrik untuk menyalakan berbagai sensor IoT . Tim telah merancang sel-sel fotovoltaik yang peka terhadap pewarna berbasis copper-complex electrolyte, yang membuatnya ideal untuk memanen cahaya dalam ruangan dari lampu fluoresen dan LED. Hasil terbaru yang menjanjikan membuat dye-sensitised solar cells mempimpin dalam efisiensi konversi daya untuk kondisi pencahayaan sekitar, mengungguli silikon konvensional dan sel surya yang terbuat dari material eksotis.

Penelitian ini memberi harapan untuk merevolusi indoor digital sensing untuk rumah kaca pintar, kantor, rak, paket dan banyak objek pintar sehari-hari lainnya untuk Internet of Things.

Mengetahui spektrum sumber cahaya memungkinkan untuk menyetel pewarna khusus untuk menyerap cahaya dalam ruangan. Sementara menghasilkan sejumlah besar energi, fotovoltaik dalam ruangan ini juga mempertahankan tegangan tinggi di bawah cahaya rendah, elemen penting untuk menyalakan perangkat IoT,” jelas Freitag.

Bekerja sama dengan Technical University of Munich, para peneliti telah merancang lebih lanjut sistem ‘manajemen daya’ adaptif untuk sensor IoT bertenaga surya. Berbeda dengan rekan-rekannya yang terbatas pada baterai, perangkat yang digerakkan oleh cahaya secara cerdas mengambil dari jumlah cahaya yang tersedia. Beban kerja komputasi dieksekusi sesuai dengan tingkat iluminasi, meminimalkan kehilangan energi selama penyimpanan dan dengan demikian menggunakan semua energi cahaya yang tersedia hingga maksimum. Menggabungkan artificial intelligence dan automated learning, sistem sel surya dapat mengurangi konsumsi energi, limbah baterai dan membantu meningkatkan kondisi kehidupan umum.

Di masa depan, para ilmuwan berharap miliaran perangkat IoT self-powered oleh indoor solar cell akan menyediakan segalanya mulai dari informasi lingkungan hingga komunikasi manusia-mesin dan mesin-mesin. Sensor canggih semacam itu selanjutnya dapat meningkatkan gelombang robotika dan sistem otonom yang sedang dikembangkan.

Pemanen cahaya ambient menyediakan generasi baru self-powered and smart IoT devices yang ditenagai oleh sumber energi yang sebagian besar belum dimanfaatkan. Kombinasi efisiensi tinggi dan biaya rendah dengan material tidak beracun untuk fotovoltaik dalam ruangan merupakan hal yang sangat penting bagi keberlanjutan IoT, “ jelas Freitag.

Jurnal Referensi: Hannes Michaels, Michael Rinderle, Richard Freitag, Iacopo Benesperi, Tomas Edvinsson, Richard Socher, Alessio Gagliardi, Marina Freitag (2020) Dye-sensitized solar cells under Ambient Light Powering Machine Learning: Towards autonomous smart sensors for the Internet of Things, Chemical Science, DOI: 10.1039/C9SC06145B https://doi.org/10.1039/C9SC06145B

Tautan ke artikel asli: New type of indoor solar cells for smart connected devices / Uppsala University

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan translasi menjadi tanggungjawab kami.