Pengubahan energi energi listrik dari sinar matahari memang sekarang ini sudah sangat banyak digunakan. Sudah ada banyak yang menggunakannya dan pemahaman tentang fotovoltaik juga harus semakin gencar disuarakan, salah satunya adalah photovoltaic transducer.
Photovoltaic transducer merupakan salah satu elemen yang digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Dalam artikel ini, akan membahas tentang elemen berguna ini dan menjelaskan cara kerjanya serta apa saja komponen yang ada pada photovoltaic transducer.
Daftar Isi
Bagaimana Prinsip Kerja Photovoltaic Transducer?
Photovoltaic transducer menyerap berkas cahaya yang menyebabkan elektron dalam material mendapatkan energi. Proses ini menghasilkan pergerakan elektron, yang menciptakan situasi berbeda tergantung pada proses yang diinginkan:
- Perubahan tegangan keluaran semikonduktor dapat terjadi akibat mobilitas elektron.
- Perubahan arus keluaran semikonduktor merupakan hasil dari pergerakan elektron.
- Perubahan resistansi material dapat terlihat sebagai hasil akhir dari pergerakan elektron.
Perangkat photovoltaic transducer ini bekerja ketika seberkas cahaya menyinari katoda, memisahkan elektron dari permukaan katoda. Sistem fotokonduktif bekerja ketika pencahayaan menyebabkan perubahan resistansi material. Prinsip terakhir diterapkan pada sel fotovoltaik, yang menghasilkan tegangan keluaran yang berkaitan dengan intensitas radiasi. Radiasi ini dapat berupa cahaya tampak, infra merah, sinar gamma, ultraviolet, atau sinar X.
Jenis-jenis Photovoltaic Transducer
Dalam penerapannya, photovoltaic transducer ini masing-masing menggunakan bahan dan juga teknologi yang berbeda-beda agar bisa mengubah sinar matahari menjadi sumber energi listrik. Beberapa jenis utama dari sel photovoltaic transducer adalah sebagai berikut:
Silikon Monokristallin
Silikon monokristallin dibuat dari satu kristal silikon, memberikan efisiensi konversi energi matahari yang tinggi. Sel-sel ini terkenal karena penampilannya yang elegan dan keluaran daya yang tinggi per unit area.
Silikon Polikristal
Sel polikristalin dibuat dari banyak kristal silikon. Meskipun efisiensinya lebih rendah dibandingkan sel monokristalin, biaya produksinya lebih rendah. Panel surya polikristalin sering berwarna biru.
Transducer Film Tipis
Transducer film tipis terdiri dari lapisan semikonduktor yang sangat tipis, hanya beberapa mikrometer tebalnya. Bahan yang sering digunakan termasuk silikon amorf (a-Si), kadmium telurida (CdTe), dan tembaga indium galium selenida (CIGS). Sel film tipis ringan, fleksibel, dan murah untuk diproduksi, namun biasanya memiliki efisiensi yang lebih rendah.
Transducer Multifungsi
Untuk transducer multifungsi ini terdiri dari beberapa lapisan semikonduktor yang disusun bertumpuk. Setiap lapisan didesain untuk menyerap rentang panjang gelombang sinar matahari yang berbeda, meningkatkan efisiensi secara keseluruhan. Sel-sel ini sering digunakan dalam sistem fotovoltaik terkonsentrasi.
Transducer Fotovoltaik Organik
Transducer photovoltaic organik atau biasa disebut dengan OPV ini menggunakan bahan organik berbasis karbon sebagai semikonduktor. Sel-sel ini ringan, fleksibel, dan berpotensi untuk diproduksi dengan biaya rendah. Namun, efisiensinya saat ini masih lebih rendah dibandingkan dengan sel surya konvensional.
Surya Perovskit
Jenis yang terakhir ada surya perovskit yang menggunakan bahan perovskit, yang menjanjikan karena efisiensinya yang tinggi dan proses pembuatannya yang relatif sederhana. Penelitian sel perovskit terus dilakukan untuk mengatasi tantangan seperti stabilitas dan skalabilitas.
Komponen-komponen Utama Photovoltaic Transducer
Photovoltaic pada dasarnya memang mengubah sinar surya menjadi energi listrik, salah satu komponennya adalah photovoltaic transducer. Di dalam komponen ini juga ada beberapa komponen lagi. Untuk mencapai dimana Anda bisa mengubah sel surya menjadi listrik, setiap komponen masing-masing memainkan peran penting dalam proses konversi energi. Mari kita jelajahi komponen-komponen ini:
Bahan Semikonduktor
Bahan semikonduktor, seringkali silikon, membentuk inti sel surya. Ia bertanggung jawab untuk menyerap sinar matahari dan menghasilkan pasangan lubang elektron. Efisiensi dan kinerja sel surya sangat bergantung pada sifat bahan semikonduktor.
Persimpangan PN
Persimpangan PN dibuat dengan mendoping bahan semikonduktor dengan pengotor untuk membentuk dua daerah: tipe-p (positif) dan tipe-n (negatif). Persimpangan ini penting untuk membentuk medan listrik yang mendorong pemisahan dan aliran pembawa muatan (elektron dan lubang) yang dihasilkan oleh penyerapan cahaya.
Lapisan Penyerapan
Lapisan ini, juga dikenal sebagai lapisan penyerap, merupakan tempat terjadinya sebagian besar penyerapan cahaya, sehingga menghasilkan pasangan lubang elektron. Efektivitas lapisan ini dalam menangkap sinar matahari secara langsung mempengaruhi efisiensi sel surya secara keseluruhan.
Kontak Logam
Kontak logam diterapkan pada bagian depan dan belakang sel surya untuk mengumpulkan dan mentransfer arus listrik yang dihasilkan di dalam sel. Kontak ini harus dirancang untuk meminimalkan hambatan dan kehilangan bayangan sekaligus memastikan aliran arus yang efisien.
Lapisan Anti Refleksi
Lapisan anti-reflektif mengurangi jumlah sinar matahari yang dipantulkan dari permukaan sel surya. Dengan meminimalkan pantulan, lebih banyak cahaya dapat diserap oleh bahan semikonduktor, sehingga meningkatkan efisiensi sel.
Enkapsulasi
Enkapsulasi melibatkan penyegelan sel surya dengan bahan pelindung untuk melindunginya dari faktor lingkungan seperti kelembapan, kotoran, dan kerusakan mekanis. Proses ini memastikan umur panjang dan daya tahan sel surya.
Bidang Permukaan Belakang
Lapisan bidang permukaan belakang (BSF) dirancang untuk memantulkan cahaya yang melewati sel kembali ke lapisan penyerap. Hal ini meningkatkan kemungkinan penyerapan cahaya dan mengurangi kerugian rekombinasi, sehingga meningkatkan efisiensi.
Kesimpulan
Penggunaan dari photovoltaic transducer memang sangat penting dalam sel fotovoltaik. Tidak heran jika Anda harus memahami komponen yang satu ini untuk bisa memberikan Anda pemahaman yang lebih jelas tentang photovoltaic dan juga instalasinya yang baik dan juga benar.