Isi
- Anatomi Sel Surya
- Efek Kecerahan
- Spectrum, Panjang Gelombang dan Warna
- Sinar Matahari atau Cahaya Buatan
Radiasi matahari pada panjang gelombang merah hingga ungu meledakkan sel surya dengan energi yang cukup untuk menghasilkan listrik. Tetapi sel surya tidak merespon semua bentuk cahaya. Panjang gelombang dalam spektrum inframerah memiliki terlalu sedikit energi yang dibutuhkan untuk mendorong elektron lepas dalam silikon sel surya, efek yang menghasilkan arus listrik. Panjang gelombang ultraviolet memiliki terlalu banyak energi. Panjang gelombang ini hanya menciptakan panas, yang dapat mengurangi efisiensi sel. Sel surya membutuhkan panjang gelombang tertentu dalam spektrum cahaya untuk menghasilkan jumlah listrik yang berguna.
Anatomi Sel Surya
Sel surya, atau fotovoltaik, adalah sandwich dua lapis silikon; satu lapisan, disebut tipe-N, mengandung jejak unsur-unsur seperti arsenik untuk memberi material muatan listrik negatif; lapisan kedua, disebut tipe-P, dicampur dengan elemen lain yang memberikan muatan positif. Secara elektrik, kedua sisi bertindak seperti terminal baterai; ketika terhubung ke sirkuit, arus listrik mengalir dari sisi positif, melalui komponen sirkuit dan ke sisi negatif sel surya. Beberapa sel surya menggunakan silikon dalam bentuk kristal; yang lain menggunakan silikon amorf, atau seperti kaca. Silikon kristalin cenderung lebih efisien dalam mengubah cahaya tetapi harganya lebih mahal dari jenis amorf.
Efek Kecerahan
Kecerahan atau luminositas adalah jumlah cahaya yang bersinar pada sel surya. Dalam kegelapan total, sel tidak menghasilkan listrik. Ketika jumlah cahaya meningkat, demikian pula sel saat ini. Namun, pada tingkat kecerahan tertentu, output sel mencapai batas; melampaui titik ini, lebih banyak cahaya tidak memberikan arus tambahan. Spesifikasi sel surya mencakup tegangan nominal dan peringkat arus yang merupakan keluaran sel di bawah sinar matahari langsung yang cerah. Untuk mendapatkan hasil maksimal dari sel surya, penting untuk menghadapinya langsung ke matahari. Pemasang panel surya, misalnya, akan memasang panel pada sudut yang menangkap sebagian besar sinar matahari. Sudut tergantung di mana Anda berada di bumi: semakin jauh utara atau selatan Anda dari khatulistiwa, semakin curam sudut. Beberapa "ladang" tenaga surya memiliki panel pada mekanisme yang miring, melacak pergerakan matahari setiap hari di langit.
Spectrum, Panjang Gelombang dan Warna
Cahaya tampak adalah bagian dari spektrum elektromagnetik, suatu bentuk energi yang juga termasuk gelombang radio, ultraviolet dan sinar-X. Warna-warna pelangi yang terkandung dalam cahaya tampak mewakili panjang gelombang yang berbeda; panjang gelombang warna merah, misalnya, sekitar 700 nanometer, atau sepersejuta meter, dan 400 nanometer adalah panjang gelombang untuk violet. Sel surya merespon banyak dari panjang gelombang yang sama yang terdeteksi oleh mata manusia.
Sinar Matahari atau Cahaya Buatan
Sel surya umumnya bekerja dengan baik dengan sinar matahari alami, karena sebagian besar kegunaan untuk perangkat bertenaga surya adalah di luar ruangan atau di luar angkasa. Karena sumber cahaya buatan seperti lampu pijar dan lampu neon meniru spektrum Matahari, sel surya juga dapat bekerja di dalam ruangan, memberi daya pada perangkat kecil seperti kalkulator dan jam tangan. Sumber buatan lainnya seperti laser dan lampu neon memiliki spektrum warna yang sangat terbatas; sel surya mungkin tidak bekerja seefektif cahaya mereka.