Posted by: Wildan Maulana | October 4, 2009

Bagaimana Fotovoltaik Bekerja?

Oleh Gil Knier
Diterjemahkan Oleh Wildan Maulana

F otovoltaik adalah konversi langsung cahaya menjadi listrik pada tingkat atom.Beberapa bahan menunjukkan sebuah properti yang dikenal sebagai efek fotolistrik yang menyebabkan mereka untuk menyerap foton cahaya dan melepaskan elektron. Ketika elektron bebas ini ditangkap, dihasilkan arus listrik yang dapat digunakan sebagai listrik.

Efek fotolistrik ini pertama kali dicatat oleh seorang fisikawan Perancis, Edmund Bequerel, pada tahun 1839, yang menemukan bahwa bahan-bahan tertentu akan menghasilkan sejumlah kecil arus listrik ketika terkena cahaya. Pada tahun 1905, Albert Einstein menggambarkan sifat cahaya dan efek fotolistrik yang berbasis teknologi fotovoltaik, yang ia kemudian memenangkan hadiah Nobel dalam fisika. Modul fotovoltaik yang pertama dibangun oleh Bell Laboratories pada tahun 1954. Modul ini dibuat sebagai baterai matahari dan sebagian besar hanya karena rasa ingin tahu karena terlalu mahal untuk penggunaan secara luas. Tahun 1960-an, industri luar angkasa mulai serius dalam penggunaan teknologi ini untuk memberikan listrik pada pesawat ruang angkasa. Melalui program luar angkasa, teknologi fotovoltaik semakain maju, keandalannya menjadi mapan, dan biaya mulai menurun. Selama krisis energi di tahun 1970-an, teknologi fotovoltaik mendapat pengakuan sebagai sumber daya untuk aplikasi non-luar angkasa.

cell

Diagram di atas menggambarkan pengoperasian dasar sel fotovoltaik, juga disebut sel surya. Sel surya terbuat dari jenis yang sama dari bahan semikonduktor, seperti silikon, yang digunakan dalam industri mikroelektronika. Untuk sel surya, wafer semikonduktor tipis diperlakukan secara khusus untuk membentuk medan listrik, di satu sisi positif dan negatif di sisi lain. Ketika energi cahaya matahari mengenai sel,elektron terlepas dari atom yang ada dalam material semikonduktor. Jika konduktor listrik yang melekat pada sisi positif dan negatif, membentuk sebuah rangkaian listrik, elektron dapat ditangkap dalam bentuk arus listrik – inilah, listrik. . Listrik ini kemudian dapat digunakan untuk menyalakan sebuah beban, seperti lampu atau alat.

Sejumlah sel surya secara elektrik dihubungkan satu sama lain dan dipasang pada struktur pendukung atau frame yang disebut modul fotovoltaik. Modul ini dirancang untuk pasokan listrik pada tegangan tertentu, misalnya sistem yang sudah umum, yaitu, 12 volt. Arus yang dihasilkan secara langsung tergantung pada seberapa banyak cahaya menerpa modul.

array

Beberapa modul dapat dihubungkan bersama untuk membentuk sebuah array. Secara umum, semakin besar wilayah modul atau array, semakin banyak listrik yang akan dihasilkan. Modul fotovoltaik dan array menghasilkan listrik arus searah (dc). Modul dan array ini secara elektrik dapat dihubungkan baik secara seri dan paralel untuk menghasilkan kombinasi tegangan dan arus yang dibutuhkan.

Perangkat PV yang paling umum pada saat ini menggunakan satu junction, atau interface, untuk menciptakan medan listrik dalam semikonduktor seperti sel PV. Dalam sel PV
junction-stunggal
, hanya foton yang energinya sama dengan atau lebih besar dari celah pita dari bahan sel yang dapat membebaskan elektron untuk sebuah rangkaian listrik. Dengan kata lain, respon fotovoltaik sel
junction-
tunggal terbatas pada bagian spektrum matahari yang energinya berada di atas band gap dari bahan yang menyerap sinar matahari dan energi foton yang lebih rendah tidak digunakan. multijunction

Salah satu cara untuk menyiasati keterbatasan ini adalah dengan menggunakan dua (atau lebih) sel yang berbeda, dengan lebih dari satu band gap dan lebih dari satu sambungan/junction, untuk menghasilkan suatu tegangan. Cara ini disebut sebagai sel ” (juga disebut “cascadeatau sel “tandem. Perangkat multijunction dapat mencapai efisiensi konversi total yang lebih tinggi karena mereka bisa mengkonversi lebih banyak dari energi spektrum cahaya menjadi listrik.

Seperti yang ditunjukkan di bawah ini, sebuah perangkat multijunction adalah tumpukan sel junction-tunggal dalam urutan menurun dari band gap (Eg). Sel teratas menangkap foton energi tinggi dan melewati sisa foton agar diserap oleh sel band-gap yang lebih rendah.

Banyak penelitian sel multijunction pada hari ini berfokus pada gallium arsenide sebagai satu (atau semua) dari komponen sel. Sel-sel seperti telah mencapai efisiensi sekitar 35% di bawah sinar matahari yang terkonsentrasi.Material-material lain yang telah dipelajari untuk perangkatmultijunction adalahamorphous silicon dan tembaga indium diselenide.

tunneljunctionSebagai contoh, perangkat multijunctiondi bawah ini menggunakan sel atasindium galium phosphidesebuah tunnel junction,” untuk membantu aliran elektron antara sel-sel, dan sel bawahnya dari gallium arsenide.

Sumber :http://science.nasa.gov/headlines/y2002/solarcells.htm

About these ads

Responses

  1. apakah kotoran sapi aja yg bisa jadikan pembangkit listrik????
    apa tanggapan anda bila kotoran sapi itu nantinya di jadikan suatu ojek usaha negara????
    apakah kotoran sapi itu sehat bagi lingkungan yang ada di situ??????????

    • Bisa …

      Mungkin skalanya lebih kecil ya, khusus untuk daerah disekitar peternakan saja

      Yang namanya kotoran jelas tidak sehat lah kalau dibiarkan saja … :)

  2. Saya senang dengan artikel ini. Saya juga mau tanya “cara kerja sel surya organik”.maksudnya proses terjadinya arus ketika foton jatuh ke sel surya organik.

  3. kapan segera dipasarkan untuk umum..
    dimana dapat membelinya

  4. [...] Tentang teknologi photovoltaik ini, anda bisa baca lebih lengkap disini dan disini [...]


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: