SOLAR CELL

-
SOLAR CELL

Krisbay Engineer - Hallo sobat engineer pada kesempatan kali ini saya akan membahas tentang solar cell. ini mengambil materi dari dosen saya mrrobiansyah.blogspot.com
 
A.   PRINSIP KERJA SOLAR CELL
                Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang mampu mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik. Sel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai kebumi, walaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan energi panasnya melalui sistem solar thermal.
        Sel surya dapat dianalogikan sebagai divais dengan dua terminal atau sambungan, dimana saat kondisi gelap atau tidak cukup cahaya berfungsi seperti dioda, dan  saat disinari dengan cahaya matahari dapat menghasilkan tegangan. Ketika disinari, umumnya satu sel surya komersial menghasilkan tegangan dc sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus short-circuit dalam skala  milliampere per cm2. Besar tegangan dan arus ini tidak cukup untuk berbagai aplikasi, sehingga umumnya sejumlah sel surya disusun secara seri membentuk modul surya. Satu modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya, dan total menghasilkan tegangan dc sebesar 12 V dalam kondisi penyinaran standar (Air Mass 1.5). Modul surya tersebut bisa digabungkan secara paralel atau seri untuk memperbesar total tegangan dan arus outputnya sesuai dengan daya yang dibutuhkan untuk aplikasi tertentu. Gambar dibawah menunjukan ilustrasi dari modul surya.

Struktur Sel Surya
      Sesuai dengan perkembangan sains&teknologi,jenis-jenis teknologi sel surya pun berkembang dengan berbagai inovasi. Ada yang disebut sel surya generasi satu, dua, tiga dan empat, dengan struktur atau bagian-bagian penyusun sel yang berbeda pula (Jenis-jenis teknologi surya akan dibahas di tulisan “Sel Surya : Jenis-jenis teknologi”). Dalam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara kerja dari sel surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis material silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel surya generasi pertama (sel surya silikon) dan kedua (thin film/lapisan tipis).



 Gambar disamping  menunjukan Struktur dari sel surya komersial yang menggunakan material silikon sebagai semikonduktor.(Gambar:HowStuffWorks) 



Ilustrasi sel surya dan juga bagian-bagiannya. Secara umum terdiri dari :
1.    Substrat/Metal backing.
       Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Material substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel surya, sehinga umumnya digunakan material metal atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Untuk  sel surya dye-sensitized  (DSSC) dan sel surya organik, substrat juga berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oxide (ITO) dan flourine doped tin oxide (FTO).

2.    Material semikonduktor
            Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya generasi pertama (silikon), dan 1-3 mikrometer untuk sel surya lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar matahari. Untuk kasus gambar diatas, semikonduktor yang digunakan adalah material silikon, yang umum diaplikasikan di industri elektronik. Sedangkan untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum digunakan dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS), CdTe (kadmium telluride), dan amorphous silikon, disamping material-material semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS) dan Cu2O (copper oxide).
              Bagian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material yang disebutkan diatas) dan  tipe-n (silikon tipe-n, CdS,dll)  yang membentuk p-n junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan sel  surya akan dibahas dibagian “cara kerja sel surya”.

3.    Kontak metal / contact grid
             Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai kontak negatif.

4.    Lapisan antireflektif
         Refleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang terserap oleh semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh lapisan anti-refleksi. Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali.

5.    Enkapsulasi / cover glass
Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran.

Cara kerja sel surya
             Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.   Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif)  sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya.  Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n (kelebihan elektron). (Gambar : eere.energy.gov)

          Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada  semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana  ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti diilustrasikan pada gambar.
B.   JENIS – JENIS SOLAR CELL
    1.    Monocrystalline Silicon
          Dari jenis panel surya yang pertama adalah Monocrystalline Silicon. Panel surya tipe ini menggunakan material silikon sebagai bahan utama penyusun sel surya. Material silikon ini diiris tipis menggunakan teknologi khusus. Dengan digunakannya teknologi inilah, kepingan sel surya yang dihasilkan akan identik satu sama lainnya dan juga memiliki kinerja tinggi.
          Tipe panel surya ini menggunakan sel surya jenis crystalline tunggal yang memiliki efisiensi yang tinggi. Secara fisik, tipe panel surya ini dapat dikenali dari warna sel hitam gelap dengan model terpotong pada tiap sudutnya.

2.    Polycrystalline
          Jenis panel surya ini terbuat dari beberapa batang kristal silikon yang dicairkan, setelah itu dituangkan dalam cetakan yang berbentuk persegi. Kristal silikon dalam jenis panel surya ini tidak semurni pada sel surya monocrystalline. Jadi, sel surya yang dihasilkan tidak identik antara satu sama lainnya. Efisiensinya pun lebih rendah dari monocrystalline.
          Tampilan dari jenis panel surya ini tampak seperti ada motif pecahan kaca di dalamnya. Bentuknya adalah persegi, jadi kalau panel surya ini disusun, susunannya akan rapat dan tidak ada ruangan kosong yang sia-sia.

3.    Thin Film Solar Cell (TFSC) – wikipedia.org
           Jenis-jenis panel surya yang terakhir adalah thin film solar cell. Jenis panel surya ini dibuat dengan cara menambahkan sel surya yang tipis ke dalam sebuah lapisan dasar. Karena bentuk dari TFSC ini tipis, jadi panel surya ini sangat ringan dan fleksibel. Ketebalan lapisannya bisa diukur mulai dari nanometers hingga micrometers.



Reverensi :
https://janaloka.com/jenis-jenis-panel-surya/
http://kokohrumahku.blogspot.com/2016/04/mengenal-jenis-dan-penggunaan-solar.html
https://www.solarcellsurya.com/jenis-panel-surya/
https://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/
mrrobiansyah.blogspot.com


Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Pengertian Gerbang Logika Dasar dan Jenis-jenisnya

-
Gambar
Pengertian Gerbang Logika Dasar dan  Jenis-jenisnya  Pengertian Gerbang Logika Dasar   dan Jenis-jenisnya – Gerbang Logika atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Logic Gate adalah dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital yang berfungsi untuk mengubah satu atau beberapa Input (masukan) menjadi sebuah sinyal Output (Keluaran) Logis. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni  0  dan  1  dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean. Gerbang Logika yang diterapkan dalam Sistem Elektronika Digital pada dasarnya menggunakan Komponen-komponen Elektronika seperti Integrated Circuit (IC), Dioda, Transistor, Relay, Optik maupun Elemen Mekanikal. Jenis-jenis Gerbang Logika Dasar dan Simbolnya Terdapat 7 jenis Gerbang Logika Dasar yang membentuk sebuah Sistem Elektronika Digital, yaitu : Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerb...
Baca selengkapnya
-
Gambar
RANGKAIAN LISTRIK TENAGA            KrisbayEngineer - Hallo pada kesempatan kali ini saya akan membahas pada konsep perencanaan rangkaian dasar pengendali. ini mengambil materi dari dosen saya yang thebest pokoknya. dikemas dengan materi yang mudah dipahami dan mudah untuk dimengerti. Komponen yang utama yang digunakan kontaktor magnit.             Rangkaian dasar pengendali (PRPD) merupakan suatu teknik pengontrolan yang digunakan untuk mengatur suatu operasi yang saling terkait, terhubung atau terencana. Kontrol ini memiliki tiga kategori. Adapun kategori itu adalah sebagai berikut: a)   Si stim melaksanakan urutan berikutnya jika kondisi yang ditentukan sebelumnya terpenuhi ( conditional control ) . b)    Sistim melaksanakan urutan berikutnya jika telah mencapai waktu yang telah ditentukan ( time schedule control ). c)    Sistim dimana waktu pelaksanaan atau interval waktu tidak pe...
Baca selengkapnya

Rekapitulasi daya dan perancangan instalasi

-
Gambar
Rekapitulasi daya dan perancangan instalasi C ara Memasang Instalasi Listrik Rumah yang Benar Hampir setiap rumah saat ini tentu sangat membutuhkan aliran listrik. Karena listrik bagi sebuah rumah adalah kebutuhan mendasar karena listrik sebagai penerangan dimalam hari. Dan juga listrik digunakan untuk menyalakan perlengkapan rumah tangga yang berupa barang elektronik, yang dengan peralatan tersebut bisa membantu pekerjaan manusia. Dalam memasang instalasi listrik pada rumah tentunya tidak sekedarnya saja. Karena jika pemasangan yang tidak benar akan berpengaruh pada arus listrik dalam rumah yang dengan itu bisa berpengaruh pada tagihan listrik yang harus anda keluarkan tiap bulannya. Sebaiknya, pemasangan instalasi listrik ini dikerjakan oleh ahlinya, agar instalisi listrik dirumah anda tidak sering mengalami permasalahan, tapi tidak menutup kemungkinan anda juga bisa tahu hal-hal apa yang harus dilakukan dalam pemasangan instalasi listrik dirumah : Be...
Baca selengkapnya