Isi
Ketika Anda duduk di pantai, langit biru yang Anda lihat, kehangatan yang Anda rasakan dan ombak yang Anda dengar semuanya memiliki sumber energi matahari.Sel surya fotovoltaik adalah cara mengubah energi di bawah sinar matahari menjadi sesuatu selain hari liburan yang menyenangkan. Sel surya mengubah energi sinar matahari menjadi energi listrik. Efisiensi sel surya adalah rasio jumlah energi listrik yang dihasilkannya dengan jumlah energi matahari yang menyerang itu.
Efisiensi
Efisiensi dari setiap proses adalah ukuran seberapa baik proses itu bekerja. Artinya, berapa banyak usaha yang Anda perlu lakukan untuk mendapatkan hasil. Terkadang efisiensi sulit diukur, tetapi untuk sel surya, relatif mudah. Input ke sel surya adalah sinar matahari dan outputnya adalah listrik. Lebih khusus, input adalah energi dari sinar matahari, dan outputnya adalah energi dalam elektron.
Foton dan Cahaya
Pada tingkat mendasar, cahaya terdiri dari paket energi kecil yang disebut foton. Setiap saat di siang hari, miliaran foton berinteraksi dengan sel surya. Foton-foton itu membawa jumlah energi yang berbeda, tergantung pada warnanya. Beberapa foton memantulkan sel surya, sebagian melewatinya dan sebagian diserap. Nasib dari setiap foton tergantung pada energinya - atau, yang setara, warnanya. Tidak mungkin untuk memprediksi dengan pasti perilaku dari satu foton tertentu, tetapi dimungkinkan untuk menghitung probabilitas interaksi.
Penyerapan cahaya
Sebagian besar sel surya terbuat dari semikonduktor. Salah satu fitur semikonduktor adalah struktur energi yang disebut "celah pita." Elektron di sisi bawah celah pita terperangkap di tempatnya, sementara elektron yang mendapatkan dorongan energi ke sisi celah pita tinggi bebas untuk bergerak - termasuk bebas untuk keluar dari semikonduktor sama sekali dan menjadikan diri mereka berguna dalam rangkaian listrik . Foton yang membawa energi mendekati ukuran celah pita dalam sel surya adalah yang paling mungkin diserap. Untuk menghitung efisiensi, Anda perlu melipatgandakan energi setiap foton dengan probabilitas diserap dan probabilitas membuatnya keluar dari sel surya menjadi rangkaian listrik. Itu perhitungan yang cukup rumit.
Pengukuran
Menghitung efisiensi dari prinsip pertama itu rumit, tetapi jika Anda memiliki alat pengukuran yang tepat, Anda dapat membuat perhitungan lebih mudah. Dengan radiometer Anda dapat mengukur kerapatan daya di bawah sinar matahari. Mengalikan kepadatan daya dengan area sel surya memberikan ukuran energi surya yang masuk ke sel surya. Anda mengambil langkah selanjutnya dengan memasang rangkaian dengan resistor variabel, sensor arus dan sensor tegangan. Tenaga listrik adalah produk dari arus dan tegangan, dan itu berubah tergantung pada jumlah beban sel surya yang dikendarai. Jadi Anda memvariasikan perlawanan, menghitung daya di setiap langkah, dan menemukan titik daya maksimum. Bagilah output daya listrik maksimum dengan input tenaga surya dan Anda memiliki efisiensi sel surya.