Silikon adalah bahan utama dalam teknologi fotovoltaik saat ini, berfungsi sebagai semikonduktor yang memungkinkan konversi energi matahari menjadi listrik melalui efek fotovoltaik. Tegangan yang dihasilkan oleh sel surya berbasis silikon umumnya berkisar antara 0,45 hingga 0,5 volt per sel, yang setara dengan sekitar sepertiga dari tegangan baterai ganda.
Tegangan dan Arus dalam Sel Surya
- Tegangan: Tegangan yang dihasilkan oleh sel surya silikon ditentukan oleh sifat material semikonduktor itu sendiri, bukan oleh ukuran fisiknya. Oleh karena itu, semua sel fotovoltaik berbahan silikon akan menghasilkan tegangan yang serupa. Untuk meningkatkan tegangan output dari sistem fotovoltaik, sel-sel ini dapat dirangkai secara seri. Dalam konfigurasi ini, tegangan total adalah jumlah dari tegangan masing-masing sel.
- Arus: Berbeda dengan tegangan, arus yang dihasilkan oleh sel surya dapat bervariasi tergantung pada beberapa faktor, termasuk intensitas cahaya yang diterima dan ukuran permukaan sel. Arus listrik yang dihasilkan biasanya berada dalam skala miliampere (mA) per sentimeter persegi. Misalnya, sebuah sel surya dapat menghasilkan arus sekitar 0,1 A saat terkena cahaya matahari yang cukup terang[6].
Prinsip Kerja Sel Surya
Sel surya bekerja berdasarkan prinsip p-n junction, di mana dua jenis semikonduktor (tipe p dan tipe n) disambungkan. Ketika foton dari sinar matahari mengenai permukaan sel surya:
- Energi Fotovoltaik: Energi dari foton tersebut memberikan energi kepada elektron dalam material silikon, sehingga elektron terlepas dari atomnya.
- Pembentukan Arus: Elektron yang terlepas bergerak menuju kontak logam pada permukaan sel, menciptakan arus listrik. Pada saat yang sama, kekosongan (hole) terbentuk di tempat elektron sebelumnya berada, menciptakan medan listrik di dalam sel.
- Pengumpulan Listrik: Elektron bergerak menuju kutub negatif dan hole menuju kutub positif, menghasilkan aliran arus searah (DC) yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi listrik[3][4][5].
Jenis Silikon dalam Fotovoltaik
Ada beberapa jenis silikon yang digunakan dalam pembuatan panel surya:
- Monokristalin: Memiliki efisiensi konversi energi tertinggi (hingga 24%) dan lebih mahal untuk diproduksi.
- Polikristalin: Lebih murah tetapi memiliki efisiensi lebih rendah (sekitar 12%).
- Amorf: Memiliki fleksibilitas tinggi tetapi efisiensi terendah di antara ketiganya[1][2].
Dengan memahami karakteristik ini, kita dapat memilih jenis panel surya yang sesuai dengan kebutuhan energi dan anggaran kita.
Citations:
[1] “The PV Circuit,” Coursera. [Online]. Available: https://www.coursera.org/learn/solar-energy-system-design/lecture/2lpuk/the-pv-circuit. [Accessed: 11-Nov-2024].
[2] “Material Characteristics of Mono & Poly-Crystalline Solar Cells,” Solar LED Lights. [Online]. Available: http://id.solar-led-lights.com/news/material-characteristics-of-mono-poly-crystall-49415678.html. [Accessed: 11-Nov-2024].
[3] Prinsip Kerja Sel Surya, Teknologi Surya. [Online]. Available: https://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/. [Accessed: 11-Nov-2024].