Isi
Sel surya pada kalkulator Anda menjebak energi matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik untuk memberi daya pada kalkulator Anda dengan tampilan kristal cair. Bahan dalam sel surya ini adalah silikon kristal. Silikon adalah elemen yang cukup umum di Bumi - pasir pantai, misalnya, terbuat dari senyawa silikon. Silikon pemurnian, bagaimanapun, adalah sulit dan itulah mengapa itu tidak murah meskipun begitu banyak di kerak Bumi.
Silikon Doped
Silikon dalam kalkulator sel surya Anda tidak murni, karena telah diolah atau diolah secara kimia untuk menambah kotoran tertentu. Silikon yang didoping yang memiliki elektron ekstra disebut tipe-N, sedangkan silikon yang didoping yang kehilangan elektron disebut tipe-P. Silikon tipe-N biasanya mengandung antimon, arsenik, atau fosfor yang ditambahkan, sedangkan silikon tipe-P biasanya mengandung tambahan boron, aluminium, atau galium. Memperlakukan silikon dengan gas fosfin atau PH3 menambah fosfor untuk membuat silikon tipe-N, sedangkan gas diborane atau B2H6 menambahkan boron untuk membuat silikon tipe-P.
Operasi
Kalkulator sel surya Anda berisi lapisan silikon tipe-N yang berdekatan dengan lapisan silikon tipe-P. Beberapa elektron ekstra dalam lapisan tipe-N mengalir ke lapisan tipe-P, meninggalkan setiap lapisan dengan muatan bersih. Muatan bersih ini di kedua lapisan menciptakan medan listrik. Ketika cahaya menyerang sel surya, ia melepaskan elektron, mengganggu keseimbangan di perbatasan tipe-P tipe-N. Berkat medan listrik di perbatasan, arus hanya dapat mengalir satu arah, dan dengan demikian elektron yang dibebaskan akhirnya berjalan di sekitar rangkaian kawat di kalkulator Anda, melakukan pekerjaan dalam perjalanan.
Pemurnian
Silikon di Bumi biasanya ditemukan dikombinasikan dengan oksigen, dan mengeluarkan oksigen itu sulit. Produsen umumnya mengambil mineral yang disebut kuarsit dan memanggangnya dalam tungku bersama dengan karbon murni. Selanjutnya mereka bereaksi produk dengan klorin untuk membuat silikon tetraklorida. Menggabungkan ini dengan hidrogen menghasilkan silikon tidak murni dengan asam klorida sebagai produk sampingan. Pengotor yang tersisa dihilangkan melalui proses peleburan yang disebut pemurnian zona.
Proses alternatif zaps gas silane atau SiH4 dengan percikan listrik, menghasilkan baik silikon dan gas hidrogen. Proses ini digunakan untuk membuat silikon yang disebut amorf yang memiliki struktur berbeda dari bentuk kristal.
Pertimbangan
Biasanya efisiensi untuk sel surya seperti yang ada di kalkulator Anda berjalan sekitar 15 persen. Banyak cahaya yang menyerang sel memiliki energi yang terlalu sedikit atau terlalu banyak untuk mengusir elektron dan menciptakan aliran arus. Kadang-kadang bahkan ketika cahaya memang memiliki jumlah energi yang tepat, elektron yang dislodasinya bergabung kembali dengan "lubang" dan energi tersebut terbuang sebagai panas. Akhirnya, sebagian dari cahaya dipantulkan dari permukaan silikon, itulah sebabnya sel-sel terlihat sedikit mengkilap ketika Anda memegangnya pada sudut yang tepat terhadap cahaya.