Sel Surya: Prinsip Kerja & Konstruksi (Termasuk Diagram)

Apa itu Sel Surya?

Sebuah sel surya (juga dikenal sebagai sel fotovoltaik atau sel PV) didefinisikan sebagai perangkat listrik yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik melalui efek fotovoltaik. Sebuah sel surya pada dasarnya adalah dioda p-n junction. Sel surya adalah bentuk dari sel fotoelektrik, yang didefinisikan sebagai perangkat yang karakteristik listriknya – seperti arus, tegangan, atau resistansi – berubah ketika terkena cahaya.

Sel surya individu dapat digabungkan untuk membentuk modul yang umumnya dikenal sebagai panel surya. Sel surya silikon single junction biasa dapat menghasilkan tegangan terbuka maksimum sekitar 0,5 hingga 0,6 volt. Sendirian ini tidak banyak – tetapi ingat bahwa sel surya ini sangat kecil. Ketika digabungkan menjadi panel surya besar, jumlah energi terbarukan yang signifikan dapat dihasilkan.

Konstruksi Sel Surya

Sel surya pada dasarnya adalah dioda junction, meskipun konstruksinya sedikit berbeda dari dioda p-n junction konvensional. Lapisan semikonduktor p-type yang sangat tipis ditanamkan pada semikonduktor n-type yang relatif lebih tebal. Kemudian kita menerapkan beberapa elektroda halus di atas lapisan semikonduktor p-type.

Elektroda-elektroda ini tidak menghalangi cahaya untuk mencapai lapisan p-type yang tipis. Di bawah lapisan p-type ada junction p-n. Kita juga memberikan elektroda pengumpul arus di bagian bawah lapisan n-type. Kami melindungi seluruh rangkaian dengan kaca tipis untuk melindungi sel surya dari guncangan mekanis.

Prinsip Kerja Sel Surya

Ketika cahaya mencapai junction p-n, foton cahaya dapat dengan mudah memasuki junction, melalui lapisan p-type yang sangat tipis. Energi cahaya dalam bentuk foton menyediakan energi yang cukup untuk junction untuk menciptakan sejumlah pasangan elektron-lubang. Cahaya insident memecah kondisi kesetimbangan termal junction. Elektron bebas di daerah depletasi dapat dengan cepat bergerak ke sisi n-type junction.

Demikian pula, lubang di daerah depletasi dapat dengan cepat bergerak ke sisi p-type junction. Setelah elektron bebas baru mencapai sisi n-type, mereka tidak dapat menyeberangi junction lagi karena potensial hambatan junction.

Demikian pula, lubang baru yang telah mencapai sisi p-type tidak dapat menyeberangi junction lagi karena potensial hambatan yang sama. Seiring konsentrasi elektron menjadi lebih tinggi di satu sisi, yaitu sisi n-type junction, dan konsentrasi lubang menjadi lebih tinggi di sisi lain, yaitu sisi p-type junction, junction p-n akan berperilaku seperti sel baterai kecil. Tegangan ditetapkan yang dikenal sebagai tegangan foto. Jika kita menghubungkan beban kecil di seberang junction, akan ada arus kecil yang mengalir melaluinya.

Karakteristik V-I Sel Fotovoltaik

Bahan yang Digunakan dalam Sel Surya

Bahan yang digunakan untuk tujuan ini harus memiliki celah band dekat 1,5 eV. Bahan yang umumnya digunakan adalah-

1. Silikon.

2. GaAs.

3. CdTe.

4. CuInSe2

Kriteria Bahan yang Digunakan dalam Sel Surya

1. Harus memiliki celah band dari 1 eV hingga 1,8 eV.

2. Harus memiliki penyerapan optik tinggi.

3. Harus memiliki konduktivitas listrik tinggi.

4. Bahan mentah harus tersedia dalam jumlah yang melimpah dan biaya bahan harus rendah.

Keuntungan Sel Surya

1. Tidak ada polusi yang terkait dengannya.

2. Harus bertahan lama.

3. Tidak ada biaya pemeliharaan.

Kelemahan Sel Surya

1. Biaya instalasi yang tinggi.

2. Efisiensi yang rendah.

3. Pada hari mendung, energi tidak dapat diproduksi dan juga pada malam hari kita tidak akan mendapatkan energi surya.

Penggunaan Sistem Pembangkit Surya

1. Dapat digunakan untuk mengisi baterai.

2. Digunakan dalam meter cahaya.

3. Digunakan untuk menghidupkan kalkulator dan jam tangan.

4. Dapat digunakan dalam pesawat ruang angkasa untuk menyediakan energi listrik.

Kesimpulan: Meskipun sel surya memiliki beberapa kekurangan, namun kekurangan-kekurangan tersebut diharapkan dapat diatasi seiring kemajuan teknologi. Seiring dengan kemajuan teknologi, biaya pelat surya serta biaya instalasi akan menurun sehingga setiap orang dapat memasang sistem ini. Selain itu, pemerintah juga menekankan pada energi surya, sehingga beberapa tahun ke depan kita dapat mengharapkan bahwa setiap rumah tangga dan sistem listrik ditenagai oleh surya atau sumber energi terbarukan.

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika ada pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.