Home > Pengetahuan > Bagaimana cara kerja Solar Cell ?

Bagaimana cara kerja Solar Cell ?

Teman teman mungkin pernah melihat kalkulator yang mempunyai sel surya kan? kalkulator yang tidak perlu baterai, dan dalam beberapa kasus bahkan tidak memiliki tombol off. Selama Anda memiliki cahaya yang cukup, maka kalkulator ini dapat on kapan pun selama apapun. Anda mungkin telah melihat panel surya yang lebih besar, seperti pada perumahan ataulampu lampu lalu lintas jalanan bukan? nah disini saya akan sedikit mengulas bagaimana cara kerja sebuah colar cell sehingga dapat menghantarkan energi dan menggerakkan sebuah benda elektronik.
dewasa ini kebutuhan listrik telah menjadi kebutuhan utama di seluruh pelosok. kehadiran pembangkit listrik terkadang belum memecahkan kebutuhan akan listrik terutama pada daerah pelosok dimana selalu medan dijadikan alasan, pada kasus tertentu di Indonesia ini malah sebuah dusun/desa telah mengajukan permintaan aliran listrik namun tidak di gubris dengan alasan tertentu. Disini sebuah energi alternatif yang mudah di dapat di alam dan gratis bisa dijadikan alternatif energi yang tak kalah dengan aliran listrik konvensional, karena bisa mengasup energi alat alat elektronik rumah tangga seperti Televisi, radio dan lampu.

Dengan memanfaatkan Energi tak terhabiskan yaitu matahari, dengan memanfaatkan radiasi surya. berikut ulasan mengenai radiasi surya yang saya dapat dari Buletin litbang departemen pertahanan Indonesia. Sel surya terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Tiap sel surya biasanya menghasilkan tegangan 0,5 volt. Sel surya merupakan elemen aktif ( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk merubah energi surya menjadi energi listrik.

diagram kerja colar cell

Pada sel surya terdapat sambungan ( junction ) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” ( positif )  dan  semikonduktor  jenis  “N” ( negatif ).

Semikonduktor jenis-N dibuat dari kristal silikon dan terdapat juga sejumlah material lain ( umumnya posfor ) dalam batasan bahwa material tersebut dapat memberikan suatu kelebihan elektron bebas.

 Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif, sehingga silikon paduan dalam hal ini disebut sebagai semikonduktor jenis-N ( Negatif ). Semikonduktor jenis-P juga terbuat dari kristal silikon yang didalamnya terdapat sejumlah kecil materi lain ( umumnya boron ) yang mana menyebabkan material tersebut kekurangan satu elektron bebas. Kekurangan atau hilangnya elektron ini disebut lubang ( hole ). Karena tidak ada atau kurangnya elektron yang bermuatan listrik negatif maka silikon paduan dalam hal ini sebagai semikonduktor jenis-P ( Positif ).

Susunan sebuah solar cell, sama dengan sebuah dioda, terdiri dari dua lapisan yang dinamakan PN juction. PN junction itu diperoleh dengan jalan menodai sebatang bahan semikonduktor silikon murni ( valensinya 4 ) dengan impuriti yang bervalensi 3 pada bagian sebelah kiri, dan yang di sebelah kanan dinodai dengan impuriti bervalensi 5.


The effect of the electric field in a PV cell

 


Operation of a PV cell

 


Basic structure of a generic silicon PV cell

Sehingga pada bagian kiri terbentuk silikon yang tidak murni lagi dan dinamakan silikon jenis P, sedangkan yang sebelah kanan dinamakan silikon jenis N. Di dalam silikon murni terdapat dua macam pembawa muatan listrik yang seimbang. Pembawa muatan listrik yang positip dinamakan hole, sedangkan yang negatip dinamakan elektron. Setelah dilakukan proses penodaan itu, di dalam silikon jenis P terbentuk hole ( pembawa muatan listrik positip ) dalam jumlah yang sangat besar dibandingkan dengan elektronnya. Oleh karena itu di dalam silikon jenis P hole merupakan pembawa muatan mayoritas, sedangkan elektron merupakan pembawa muatan minoritas. Sebaliknya, di dalam silikon jenis N terbentuk elektron dalam jumlah yang sangat besar sehingga disebut pembawa muatan mayoritas, dan hole disebut pembawa muatan minoritas.

 Di dalam batang silikon itu terjadi pertemuan antara bagian P dan bagian N. Oleh karena itu dinamakan PN junction. Bila sekarang, bagian P dihubungkan dengan kutub positip dari sebuah batere, sedangkan kutub negatipnya dihubungkan dengan bagian N, maka terjadi hubungan yang dinamakan “forward bias”.

Dalam keadaan forward bias, di dalam rangkaian itu timbul arus listrik yang disebabkan oleh kedua macam pembawa muatan. Jadi arus listrik yang mengalir di dalam PN junction disebabkan oleh gerakan hole dan gerakan elektron. Arus listrik itu mengalir searah dengan gerakan hole, tapi berlawanan arah dengan gerakan elektron. Sekedar untuk lebih menjelaskan, elektron yang bergerak di dalam bahan konduktor dapat menimbulkan energi listrik. Dan energi listrik inilah yang disebut sebagai arus listrik yang mengalir berlawanan arah dengan gerakan elektron.

Tapi, bila bagian P dihubungkan dengan kutup negatip dari batere dan bagian N dihubungkan dengan kutub positipnya, maka sekarang terbentuk hubungan yang dinamakan “reverse bias”. Dengan keadaan seperti ini, maka hole ( pembawa muatan positip ) dapat tersambung langsung ke kutub positip, sedangkan elektron juga langsung ke kutub positip. Jadi, jelas di dalam PN junction tidak ada gerakan pembawa muatan mayoritas baik yang hole maupun yang elektron. Sedangkan pembawa muatan minoritas (elektron) di dalam bagian P bergerak berusaha untuk mencapai kutub positip batere. Demikian pula pembawa muatan minoritas ( hole ) di dalam bagian N juga bergerak berusaha mencapai kutub negatip. Karena itu, dalam keadaan reverse bias, di dalam PN junction ada juga arus yang timbul meskipun dalam jumlah yang sangat kecil ( mikro ampere ). Arus ini sering disebut dengan reverse saturation current atau leakage current ( arus bocor ).

 Ada yang menarik dalam keadaan reverse bias itu. Bila suhu PN juction tsb dinaikkan ternyata dapat memperbesar arus bocor yang timbul itu. Berarti bila diberi energi (panas), pembawa muatan minoritas di dalam PN junction bertambah banyak. Karena cahaya itu merupakan salah satu bentuk energi, maka bila ada cahaya yang menimpa suatu PN junction dapat juga menghasilkan energi yang cukup untuk menghasilkan pembawa muatan. Gejala seperti ini dinamakan fotokonduktif. Berdasarkan gejala fotokonduktif itu maka dibuat komponen elektronik fotodioda dari PN junction itu.
Dalam keadaan reverse bias, dengan memperbesar intensitas cahaya yang menimpa fotodioda dapat meningkatkan aras arus bocornya. Arus bocor dapat juga diperbesar dengan memperbesar tegangan batere (tegangan reverse), tapi penambahan arus bocornya itu tidak signifikan. Bila batere dalam rangkaian reverse bias itu dilepas dan diganti dengan beban tahanan, maka pemberian cahaya itu dapat menimbulkan pembawa muatan baik hole maupun elektron. Jika iluminasi cahaya itu ditingkatkan, ternyata arus yang timbul semakin besar. Gejala seperti ini dinamakan photovoltaic. Cahaya dapat memberikan energi yang cukup besar untuk memperbesar jumlah hole pada bagian P dan jumlah elektron pada bagian N. Berdasarkan gejala photovoltaic ini maka dapat diciptakan komponen elektronik photovoltaic cell. Karena biasanya matahari sebagai sumber cahaya, maka photovoltaic cell sering juga disebut solar cell (sel surya) atau solar energy converter.

Jadi sel surya itu pada dasarnya sebuah foto dioda yang besar dan dirancang dengan mengacu pada gejala photovoltaic sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan daya yang sebesar mungkin. Silikon jenis P merupakan lapisan permukaan yang dibuat sangat tipis supaya cahaya matahari dapat menembus langsung mencapai junction. Bagian P ini diberi lapisan nikel yang berbentuk cincin, sebagai terminal keluaran positip. Di bawah bagian P terdapat bagian jenis N yang dilapisi dengan nikel juga sebagai terminal keluaran negatip.

Untuk mendapatkan daya yang cukup besar diperlukan banyak sel surya. Biasanya sel-sel surya itu sudah disusun sehingga berbentuk panel, dan dinamakan panel photovoltaic (PV). PV sebagai sumber daya listrik pertama kali digunakan di satelit. Kemudian dipikirkan pula PV sebagai sumber energi untuk mobil, sehingga ada mobil listrik surya. Sekarang, di luar negeri, PV sudah mulai digunakan sebagai atap atau dinding rumah. Bahkan Sanyo sudah membuat PV yang semi transparan sehingga dapat digunakan sebagai pengganti kaca jendela. Sel surya di Indonesia sudah mulai banyak dimanfaatkan, terutama sebagai energi penerangan di malam hari. Juga sudah dilakukan uji coba untuk membuat mobil tenaga surya. Sekarang, pemerintah sedang memikirkan untuk mengembangkan pemanfaatan sel surya ke daerah-daerah transmigrasi.

Setelah mendapatkan output dari solar cell yang berupa arus listrik dapat langsung digunakan untuk beban yang dimanfaatkan. Tetapi juga arus listrik tersebut dapat digunakan sebagai pengisian dengan cara disimpan ke dalam baterai agar dapat dipergunakan pada saat yang diperlukan khususnya pada malam hari karena tidak adanya sinar matahari.

Apabila solar cell tersebut digunakan untuk penyimpanan ke baterai, maka besarnya tegangan yang dihasilkan harus diatas spesifikasi baterai tersebut. Misalnya baterai yang digunakan adalah 12 Volt, maka tegangan yang dihasilkan solar cell harus diatas 12 Volt untuk dapat melakukan pengisian.

Sebaiknya sebelum melaksanakan pengisian sebaiknya baterai dalam keadaan kosong karena arus yang masuk akan dapat terisi dengan maksimal. Satuan kapasitas suatu baterai adalah Ampere jam ( Ah ) dan biasanya karakteristik ini terdapat pada label suatu baterai. Misalnya suatu baterai dengan kapasitas 10 Ah akan terisi penuh selama 10 jam dengan arus output solar cell sebesar 1 Ampere.

Sumber:
howstuffworks.com
buletinlitbang.dephan.go.id
wikipedia.org
soton.ac.uk
esdalcollege.nl
unsw.edu.au
About these ads
Categories: Pengetahuan
  1. ipan-bukan-superpel
    November 13, 2009 at 10:28 pm

    pertamax….!!nais inpo gan mangstab…sayang kurang terbiasa juga kayaknya mahal ya gan untuk menggunakan listriktenaga matahari…padahal di indonesia ini sangat cocok lokasinya..apalagi saat ini musim pemadaman listrik bergiliran…

  2. albertus goentoer tjahjadi
    November 14, 2009 at 8:25 am

    infonya komplit banget nih mas… thanks ya…

  3. **:´¯`·­»N@n£imØ«­·´¯`·**
    November 14, 2009 at 9:22 am

    oooo.. gitu ya bro…. manggut-mangut mncoba untuk memahami…

  4. materi kuliah networking
    November 14, 2009 at 9:32 am

    wah lum baca tapi ikudan kumen aja lah. . .

  5. rumah blogger
    November 14, 2009 at 12:45 pm

    ilmu tingkat tinggi nich, thanx udah share ilmu nich

  6. sabirinnet
    November 14, 2009 at 12:50 pm

    begitu ya cara kerja solar, detil sekali mas..makasih udah beri ilmu yaa

  7. Jakarta Otomotif
    November 14, 2009 at 1:30 pm

    Informasi penting dan berguna, sangat bagus untuk dipelajari bagaimana membuat energi alternatif yang efisien namun efektif.

  8. cah ndueso
    November 14, 2009 at 1:34 pm

    njijal ah…..walah koyo wes iso wae…hehehe….

  9. hak1m
    November 14, 2009 at 2:55 pm

    repsol tp nais inpoh jg gan

  10. asepblog'z
    November 15, 2009 at 12:53 pm

    nice postjadi inget waktu sma pernah study tour ke puspitek

  11. Hitler Jr.
    November 15, 2009 at 4:04 pm

    OOooo jadi gitu ya?? tapi jujur aq masih binggung nich sob :((

  12. iiN
    November 16, 2009 at 12:43 pm

    wahhh.. guru fisika ya.. "LOH…?!!!! hehe.. thanks infonya.. :)

  13. bangas
    November 20, 2009 at 2:46 am

    indonesia tuh berlimpah limpah potensi..mestinyab tidak hanya bergantung sama migas..dan fosil..saatnya memamanfaatnya energi lain..keren sob..maju terus…untuk penyadaran

  14. vania
    December 5, 2009 at 11:35 pm

    solar cell belum terlalu digunakan karena recharge yg lama dan bergantung cuaca..dan daya listrik yang dihasilkan. jadi kurang efektif kalau untuk pembangkit (primer), tapi solar cell ini efektif digunakan sebagai redundancy powerplant.

  15. Ahmad Jakfar
    December 16, 2009 at 7:11 am

    tenaga matahari menurut saya akan menjadi pilihan utama di masa depan, karena tidak mempunyai efek negatif sama sekali

  16. alamperbatasan
    December 18, 2009 at 4:02 am

    Siip mas. Detil n mudah dicerna. ma kasih infonya.

  17. Astaga.com Lifestyle on the Net
    January 10, 2010 at 8:37 am

    Artikel yang bagus nih, tambahan nih artikel-artikel kayak gini

  18. asrul rian
    May 28, 2010 at 3:53 pm

    artikelnya bagus..tolong juga beli solar sell tu dimana ya..dan berapa harganya?tanks.\

  19. Pither Sampe
    February 14, 2011 at 3:50 am

    Wah…ini dia Tehnologi yang ditunggu2,, Sebab Pedesaan Indonesia Yang masih banyak yng belum terjangkau ole PLN…Lagi Pula kalau menunggu PLN masuk desa rasanya masyarakat pedesaan terus ketinggalan, sebab PLN juga mana mungkin INVES begitu besar dan menyeluruh dengan waktu yang bersamaan,…Solar sell ini mungkin akan menjawab masalah warga pedesaan,,, tapi apa mungkin barang ini bisa terjangkau oleh masyarakat pedesaan.

  20. Wandi L
    September 8, 2011 at 1:54 am

    Indonesia bisa ndak memaksimalkn colarcell ?

  21. January 24, 2012 at 4:31 pm

    sipp tenan infone

  22. January 24, 2012 at 4:35 pm

    sipp tenan ifone trims pemirsa

  23. Nofriyandi. R
    May 15, 2012 at 4:46 am

    Bagaimana cara penerapan untuk teknologi otomotif??

  24. ari azhar
    May 28, 2012 at 3:46 am

    sayangnya beli sholar sell nya dimana..Trim Inponya

  25. antoni
    July 25, 2012 at 7:46 am

    good…
    Info…

  26. Totok
    July 27, 2012 at 8:48 am

    sangat tertarik menggunakan SC tapi sayang harganya masih mahal buat kite2 di desa ee…thank ulasannya

  27. July 28, 2012 at 7:53 am

    bagus jg sih buat buka wawasan kite pade…..
    mantaffff……

  28. December 28, 2012 at 11:30 am

    siip

  1. No trackbacks yet.

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

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: