Sumber: riken.jp
Teknologi yang dapat menyusut panas yang dikembangkan oleh tim all-RIKEN dapat memungkinkan sel surya dan sensor sentuh melekat pada objek yang bentuknya membuatnya menantang untuk dilaminasi1.
Studi terbaru menunjukkan bahwa panel sel surya melengkung menangkap sinar matahari lebih efisien daripada yang datar pada hari-hari berawan. Salah satu cara untuk menghasilkan elektronik melengkung adalah dengan substrat seperti karet, tetapi sel surya pada substrat tersebut biasanya memiliki kinerja yang jauh lebih rendah. Sebaliknya, sel surya yang dibuat pada lembaran fleksibel memiliki efisiensi tinggi, tetapi bisa sulit untuk menempel pada permukaan melengkung – fakta bahwa siapa pun yang telah mencoba untuk membungkus bola sepak dapat membuktikan.
Para peneliti yang dipimpin oleh Takao Someya dari RIKEN Center for Emergent Matter Science menyadari bahwa masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan film yang menyusut panas, yang biasa digunakan untuk merangkum produk seperti obat bebas. Sementara sebagian besar elektronik terlalu kaku atau rapuh untuk melekat pada mengecilkan film, tim mengkhususkan diri dalam memproduksi perangkat ultrathin dengan sifat unik.
"Ketika bahan menjadi lebih tipis, itu menjadi lebih fleksibel - itu sebabnya kita dapat meremas aluminium foil dengan tangan, tetapi juga dapat menggunakan aluminium untuk membuat sepeda," jelas peneliti postdoctoral Steven Rich. "Meskipun kami menggunakan bahan kaku seperti logam dan plastik, mereka tiga kali lebih tipis dari tas belanjaan dan dapat menekuk dengan sangat tajam tanpa pecah."
Rich dan tiga rekan RIKEN menempelkan lembaran polimer yang tidak dapat diregangkan tetapi fleksibel ke film yang menyusut, kemudian menggunakan mikroskop untuk mengamati struktur berlapis selama berbagai paparan panas. Tes-tes ini mengungkapkan bahwa, ketika area perangkat menyusut hingga 70%, lembaran ultrathin menghilangkan ketegangan kompresi dengan membentuk kerutan dan lipatan kecil.
Dengan mengendalikan ukuran kerutan ini dan memilih bahan yang mampu bertahan dari panas dan kerutan parah, tim RIKEN menemukan bahwa mereka dapat mengecilkan modul fotovoltaik organik prefabrikasi ke benda bulat (Gambar 1) serta yang memiliki sudut tajam dan kelengkungan tidak teratur, termasuk batu plastik dan boneka Daruma tradisional Jepang.
Meskipun para peneliti mengantisipasi bahwa penyusutan dapat merusak komponen fotovoltaik dan mengurangi kinerja perangkat, sebaliknya terjadi. Percobaan menunjukkan bahwa sifat fotonik dari struktur kerutan yang diinduksi menyusut meningkatkan penyerapan cahaya, meningkatkan efisiensi konversi daya hingga 17% di atas perangkat planar.
Tim juga menggunakan pembungkus menyusut untuk laminasi pegangan cangkir teh dengan sensor sentuh elektronik - suatu prestasi halus yang berfungsi sebagai contoh bagaimana teknologi ini dapat diterapkan secara luas. "Kita bisa menggabungkan sensor bersama dengan layar, sistem pembangkit listrik, dan transistor untuk membuat antarmuka interaktif," kata Rich.
