Sel fotovoltaik, juga dikenal sebagai sel surya, telah menjadi pemain kunci di sektor energi terbarukan.Perangkat ini telah merevolusi cara kita menggunakan energi matahari untuk menghasilkan listrik.Pada artikel ini, kita akan mempelajari dunia yang menakjubkansel fotovoltaikdan jelajahi bagaimana mereka menghasilkan listrik.
Inti dari sel fotovoltaik adalah bahan semikonduktor, biasanya terbuat dari silikon.Ketika foton dari sinar matahari mengenai permukaan sel, mereka merangsang elektron dalam material, menyebabkan elektron terlepas dari atom.Proses ini disebut efek fotovoltaik.
Untuk memanfaatkan elektron yang dilepaskan ini, baterai dibuat menjadi beberapa lapisan dengan sifat berbeda.Lapisan atas terbuat dari bahan yang dirancang khusus untuk menyerap sinar matahari.Di bawah lapisan ini terdapat lapisan aktif yang tersusun dari bahan semikonduktor.Lapisan bawah, disebut lapisan kontak belakang, membantu mengumpulkan elektron dan mentransfernya keluar sel.
Ketika sinar matahari menembus lapisan atas sel, ia merangsang elektron dalam atom bahan semikonduktor.Elektron yang tereksitasi ini kemudian dapat bergerak bebas di dalam material.Namun, untuk menghasilkan listrik, elektron perlu mengalir ke arah tertentu.
Di sinilah medan listrik di dalam sel berperan.Bahan semikonduktor di lapisan aktif diolah dengan pengotor untuk menciptakan ketidakseimbangan elektron.Hal ini menciptakan muatan positif di satu sisi baterai dan muatan negatif di sisi lainnya.Batas antara kedua daerah ini disebut persimpangan pn.
Ketika sebuah elektron tereksitasi oleh foton dan melepaskan diri dari atomnya, ia tertarik ke sisi sel yang bermuatan positif.Saat ia bergerak menuju area tersebut, ia meninggalkan “lubang” bermuatan positif di tempatnya.Pergerakan elektron dan lubang ini menciptakan arus listrik di dalam baterai.
Namun, dalam keadaan bebasnya, elektron tidak dapat digunakan untuk memberi daya pada perangkat eksternal.Untuk memanfaatkan energinya, kontak logam ditempatkan di lapisan atas dan bawah sel.Ketika konduktor dihubungkan ke kontak ini, elektron mengalir melalui rangkaian, menciptakan arus listrik.
Sebuah sel fotovoltaik menghasilkan listrik dalam jumlah yang relatif kecil.Oleh karena itu, beberapa sel dihubungkan bersama untuk membentuk unit yang lebih besar yang disebut panel atau modul surya.Panel-panel ini dapat dihubungkan secara seri atau paralel untuk meningkatkan tegangan dan arus keluaran, tergantung pada kebutuhan sistem.
Setelah listrik dihasilkan, listrik dapat digunakan untuk memberi daya pada berbagai perangkat dan peralatan.Dalam sistem grid-tied, kelebihan listrik yang dihasilkan oleh panel surya dapat disalurkan kembali ke jaringan listrik, sehingga mengimbangi kebutuhan pembangkit bahan bakar fosil.Dalam sistem yang berdiri sendiri, seperti yang digunakan di daerah terpencil, listrik yang dihasilkan dapat disimpan dalam baterai untuk digunakan nanti.
Sel fotovoltaikmemberikan solusi ramah lingkungan, berkelanjutan, dan terbarukan untuk kebutuhan energi kita.Hal ini berpotensi mengurangi ketergantungan kita terhadap bahan bakar fosil secara signifikan dan memitigasi dampak lingkungan dari pembangkitan listrik.Seiring kemajuan teknologi, kita mungkin bisa melihatnyasel fotovoltaikmenjadi lebih efisien dan lebih murah, menjadikannya bagian integral dari lanskap energi masa depan kita.
Waktu posting: 27 November 2023