Sel Sel Suria: Prinsip Kerja & Pembinaan (Rajah Disertakan)

Apakah Sel Solar?

Sebuah sel solar (juga dikenali sebagai sel fotovoltaik atau sel PV) ditakrifkan sebagai peranti elektrik yang menukar tenaga cahaya kepada tenaga elektrik melalui kesan fotovoltaik. Secara asasnya, sel solar adalah diod sambungan p-n. Sel solar adalah bentuk sel fotoelektrik, yang ditakrifkan sebagai peranti yang mempunyai ciri-ciri elektrik – seperti arus, voltan, atau rintangan – yang berubah apabila terdedah kepada cahaya.

Sel-sel solar individu boleh digabungkan untuk membentuk modul yang biasa dikenali sebagai panel solar. Sel solar silikon sambungan tunggal yang biasa boleh menghasilkan voltan beban terbuka maksimum kira-kira 0.5 hingga 0.6 volt. Sendirian, ini tidak banyak – tetapi ingatlah bahawa sel-sel solar ini sangat kecil. Apabila digabungkan menjadi panel solar yang besar, jumlah tenaga boleh diperbaharui yang cukup dapat dihasilkan.

Pembinaan Sel Solar

Secara asasnya, sel solar adalah diod sambungan, walaupun pembinaannya sedikit berbeza daripada diod sambungan p-n konvensional. Lapisan tipis semikonduktor jenis p dibuat pada semikonduktor jenis n yang agak lebih tebal. Kemudian kita menambah beberapa elektrod yang halus di atas lapisan semikonduktor jenis p.

Elektrod-elektrod ini tidak menghalang cahaya untuk mencapai lapisan tipis jenis p. Di bawah lapisan jenis p terdapat sambungan p-n. Kita juga menyediakan elektrod pengumpulan arus di bahagian bawah lapisan jenis n. Kami mengenkapsulasi seluruh perakitan dengan kaca nipis untuk melindungi sel solar daripada sebarang gegaran mekanikal.

Prinsip Kerja Sel Solar

Apabila cahaya mencapai sambungan p-n, foton cahaya dapat mudah memasuki sambungan tersebut melalui lapisan tipis jenis p. Tenaga cahaya, dalam bentuk foton, memberikan tenaga yang cukup kepada sambungan untuk mewujudkan beberapa pasangan lubang-elektron. Cahaya insiden memecahkan keadaan keseimbangan termal sambungan. Elektron-elektron bebas di kawasan pemisahan dapat dengan cepat bergerak ke sisi jenis n sambungan.

Secara serupa, lubang-lubang di kawasan pemisahan dapat dengan cepat bergerak ke sisi jenis p sambungan. Setelah elektron-elektron bebas baru bergerak ke sisi jenis n, mereka tidak dapat lagi melalui sambungan kerana potensi halangan sambungan.

Secara serupa, lubang-lubang baru yang telah bergerak ke sisi jenis p tidak dapat lagi melalui sambungan kerana potensi halangan sambungan yang sama. Apabila kepekatan elektron menjadi lebih tinggi di satu sisi, iaitu sisi jenis n sambungan, dan kepekatan lubang menjadi lebih tinggi di sisi lain, iaitu sisi jenis p sambungan, sambungan p-n akan bertindak seperti sel bateri kecil. Voltan ditetapkan yang dikenali sebagai voltan foto. Jika kita menghubungkan beban kecil di sepanjang sambungan, akan ada arus kecil yang mengalir melaluinya.

Ciri-Ciri V-I Sel Fotovoltaik

Bahan yang Digunakan dalam Sel Solar

Bahan-bahan yang digunakan untuk tujuan ini mestilah mempunyai jurang band yang hampir 1.5ev. Bahan-bahan yang biasa digunakan adalah-

1. Silikon.

2. GaAs.

3. CdTe.

4. CuInSe2

Kriteria Bahan yang Digunakan dalam Sel Solar

1. Mestilah mempunyai jurang band dari 1ev hingga 1.8ev.

2. Mesti mempunyai penyerapan optik yang tinggi.

3. Mesti mempunyai kekonduksian elektrik yang tinggi.

4. Bahan mentah mesti tersedia dalam jumlah yang banyak dan kos bahan mesti rendah.

Kelebihan Sel Solar

1. Tiada pencemaran yang berkaitan dengannya.

2. Ia mesti bertahan untuk masa yang lama.

3. Tiada kos penyelenggaraan.

Kelemahan Sel Solar

1. Ia mempunyai kos penggunaan yang tinggi.

2. Ia mempunyai kecekapan yang rendah.

3. Semasa hari mendung, tenaga tidak dapat dihasilkan dan juga pada waktu malam kita tidak akan mendapatkan tenaga suria.

Penggunaan Sistem Penghasilan Tenaga Suria

1. Ia boleh digunakan untuk mengisi bateri.

2. Digunakan dalam meter cahaya.

3. Ia digunakan untuk memperkuat kalkulator dan jam tangan.

4. Ia boleh digunakan dalam kapal angkasa untuk menyediakan tenaga elektrik.

Kesimpulan: Walaupun sel solar mempunyai beberapa kelemahan yang berkaitan, kelemahan-kelemahan ini diharapkan dapat diatasi apabila teknologi makin maju. Seiring dengan perkembangan teknologi, kos pelat solar serta kos pemasangan akan berkurang sehingga setiap orang dapat membelanjakan sistem tersebut. Selain itu, kerajaan memberi penekanan yang besar kepada tenaga suria, jadi selepas beberapa tahun kita mungkin dapat mengharapkan bahawa setiap rumah tangga dan juga setiap sistem elektrik dikuasakan oleh tenaga suria atau sumber tenaga boleh diperbaharui.

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik patut dikongsi, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.