Pengertian Sel Surya, Jenis, Struktur, Rangkaian & Prinsip

2 min read

pengertian-sel-surya

Pahami sel surya

pengertian-sel-surya

Sel surya (solar cell) adalah suatu alat atau komponen yang dapat mengubah energi matahari menjadi energi listrik sesuai dengan prinsip efek fotovoltaik. Efek fotovoltaik adalah fenomena munculnya tegangan listrik yang disebabkan oleh hubungan atau kontak antara dua elektroda yang terhubung ke sistem padat atau cair ketika energi cahaya diterima. Oleh karena itu, sel surya ini sering disebut sebagai sel fotovoltaik (sel PV). Sekarang efek fotovoltaik ditemukan pada tahun 1839 oleh Henri Becquerel.

Arus listrik muncul karena fakta bahwa foton sinar matahari yang diterimanya berhasil melepaskan elektron di persimpangan semikonduktor tipe-N dan P untuk mengalir. Layaknya sebuah fotodioda (fotodioda), sel surya ini memiliki cabang positif dan negatif yang dihubungkan dengan rangkaian atau perangkat yang membutuhkan sumber listrik.

Pada dasarnya sel surya ini merupakan fotodioda (fotodioda) dengan permukaan yang sangat besar. Permukaan sel surya yang luas membuat perangkat sel surya lebih sensitif terhadap cahaya datang dan juga menghasilkan tegangan dan arus yang lebih kuat dari fotodioda pada umumnya. Misalnya, sel surya silikon semikonduktor dapat menghasilkan tegangan hingga 0,5 V dan arus hingga 0,1 A saat terkena sinar matahari.

Saat ini, banyak yang telah menerapkan perangkat sel surya ini untuk berbagai macam kegunaan. Dari sumber listrik untuk kalkulator, mainan, pengisi baterai hingga pembangkit listrik dan bahkan sebagai sumber listrik untuk menggerakkan satelit yang mengorbit bumi kita.

Struktur dasar dan simbol sel surya (solar cell)

Prinsip kerja sel surya (solar cell)

Sinar matahari terdiri dari partikel yang sangat kecil yang disebut foton. Saat terkena sinar matahari, foton, yang merupakan partikel sinar matahari, menghantam atom silikon semikonduktor di sel surya dan menghasilkan energi yang cukup besar untuk memisahkan elektron dari struktur atomnya. Elektron yang dipisahkan dan bermuatan negatif (-) dapat bergerak bebas di daerah pita konduksi bahan semikonduktor. Atom yang kehilangan elektron memiliki rongga pada strukturnya. Rongga ini disebut “lubang” dengan muatan positif (+).

Daerah semikonduktor dengan elektron bebas adalah negatif dan bertindak sebagai donor elektron. Wilayah semikonduktor ini dikenal sebagai semikonduktor tipe-N (tipe-N). Sedangkan daerah semikonduktor berlubang memiliki sifat positif dan berperan sebagai akseptor elektron yang disebut semikonduktor tipe P.

Di persimpangan area positif dan negatif (Persimpangan PN), energi dihasilkan yang menyebabkan elektron dan lubang bergerak ke arah yang berlawanan. Elektron menjauh dari area negatif saat lubang menjauh dari area positif. Ketika beban dalam bentuk lampu atau perangkat listrik lainnya ditempatkan pada positif dan negatif (sambungan PN) ini, maka akan menimbulkan arus listrik.

Jenis sel surya

Jenis sel surya diklasifikasikan berdasarkan teknologi pembuatannya. Secara garis besar, sel surya ini terbagi menjadi tiga jenis, yaitu:

1. Monokristalin

Mono (monocrystalline) Ini adalah panel surya paling efisien yang dibuat dengan teknologi terkini dan juga menghasilkan daya listrik yang tinggi. Sel surya monokristalin ini terbuat dari silikon kristal murni yang telah melalui proses Czochralski yang menghasilkan ingot.
Batang batang kemudian dipotong tipis-tipis. Agar berbentuk lingkaran atau bundar, bentuk ini merupakan hasil proses Czochralski.

2. Polikristalin

Sedangkan silikon polikristalin, merupakan panel surya yang memiliki susunan kristal acak. Jenis ini terdiri dari beberapa batang kristal silikon yang dilebur atau dilebur, setelah itu dituang kembali menjadi bentuk persegi. Silikon polikristalin diluncurkan pada tahun 1981. Silikon polikristalin ini tidak memerlukan proses Czochralski.

Proses Czochralski adalah proses pemurnian material dengan cara kristalisasi. Bahan yang akan dikristalkan digunakan pada titik yang sulit bereaksi dengan zat lain seperti kuarsa dan gas mulia argon.

3. Sel surya film tipis (TFSC)

Sel surya film tipis adalah panel surya yang terdiri dari dua () lapisan dan dibuat dengan menambahkan satu atau lebih lapisan tipis atau lapisan tipis dari bahan fotovoltaik ke substrat seperti kaca, plastik atau logam.

Seri dan seri paralel sel surya (solar cell)

Layaknya baterai, sel surya juga bisa dipasang secara seri atau paralel. Umumnya setiap sel surya menghasilkan tegangan 0,45 hingga 0,5 V dan arus listrik 0,1 A saat menerima cahaya terang. Mirip dengan baterai, sel surya yang dihubungkan secara seri meningkatkan tegangan, sedangkan sel surya yang terhubung secara paralel meningkatkan arus.

Demikian penjelasan pengertian sel surya, jenis, struktur, sirkuit, dan prinsipnya, semoga apa yang diuraikan tersebut dapat bermanfaat bagi anda. Terimakasih banyak.

Sumber :