Sel surya: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Baris 6:
Banyak bahan semikonduktor yang dapat dipakai untuk membuat sel surya diantaranya [[silikon]], [[titanium oksida]], [[germanium]], dll.
== Aplikasi ==
[[Berkas:solar cell.png|jmpl|250x|ka|Sebuah '''sel surya''', terbuat dari wafer silikon poly-crystalline.]]▼
Rakitan sel surya digunakan untuk membuat [[Panel surya|modul surya]] yang menghasilkan daya listrik dari [[sinar matahari]], yang dibedakan dari "modul termal surya" atau "panel air panas surya". Jajaran surya menghasilkan [[Pembangkit listrik tenaga surya|tenaga]] [[Energi surya|surya]] menggunakan [[Energi surya|energi matahari]].
=== Sel, panel, modul, dan sistem ===
[[Berkas:From a solar cell to a PV system.svg|jmpl|Dari sel surya ke sistem PV. Diagram komponen yang mungkin dari [[ Sistem fotovoltaik|sistem fotovoltaik]]]]
Beberapa sel surya dalam kelompok terpadu, semuanya berorientasi dalam satu bidang, membentuk [[Panel surya|panel atau modul fotovoltaik surya]]. Modul fotovoltaik sering memiliki selembar kaca di sisi yang menghadap matahari, memungkinkan cahaya untuk lewat sambil melindungi [[Wafer (elektronik)|wafer]] semikonduktor. Sel surya biasanya dihubungkan secara [[Rangkaian seri dan paralel|seri dan paralel]] atau seri dalam modul, menciptakan tegangan tambahan. Menghubungkan sel secara paralel menghasilkan arus yang lebih tinggi; Namun, masalah seperti efek bayangan dapat mematikan ''string'' paralel (sejumlah seri sel terhubung) yang lebih lemah (kurang menyala) menyebabkan kehilangan daya yang substansial dan kemungkinan kerusakan karena bias balik diterapkan pada sel-sel yang dibayangi oleh sel lainnya yang disoroti cahaya. ''String'' sel seri biasanya ditangani secara independen dan tidak terhubung secara paralel, meskipun pada 2014 [[konversi tenaga listrik|kotak daya]] individu sering dipasok untuk setiap modul, dan terhubung secara paralel. Meskipun modul dapat dihubungkan untuk membuat jajaran surya dengan tegangan DC puncak yang diinginkan dan kapasitas arus pemuatan, MPPT independen lebih disukai ([[ Pelacakan titik daya maksimum|pelacak titik daya maksimum]]). Jika tidak, [[Dioda (komponen elektronik)|dioda]] shunt dapat mengurangi hilangnya daya bayangan dalam jajaran dengan sel terhubung seri/paralel.
{| class="wikitable"
|+Harga sistem PV tipikal pada 2013 di negara-negara tertentu ($ / W)
!USD / W
![[Tenaga surya di Australia|Australia]]
![[ Tenaga surya di Cina|Cina]]
![[ Tenaga surya di Perancis|Perancis]]
![[Tenaga surya di Jerman|Jerman]]
![[ Tenaga surya di Italia|Italia]]
![[ Tenaga surya di Jepang|Jepang]]
![[ Tenaga surya di Inggris|Kerajaan Inggris]]
![[ Tenaga surya di Amerika Serikat|Amerika Serikat]]
|-
| Hunian
|1.8
|1.5
|4.1
|2.4
|2.8
|4.2
|2.8
|4.9
|-
| Komersial
|1.7
|1.4
|2.7
|1.8
|1.9
|3.6
|2.4
|4.5
|-
| Skala utilitas
|2.0
|1.4
|2.2
|1.4
|1.5
|2.9
|1.9
|3.3
|-
| colspan="9" |Sumber: ''[[ Badan Energi Internasional|IEA]] - Roadmap Teknologi: Laporan Energi Fotovoltaik Solar'', edisi 2014 <ref name="IEA-roadmap-PV-2014">{{Cite web|url=http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/TechnologyRoadmapSolarPhotovoltaicEnergy_2014edition.pdf|title=Technology Roadmap: Solar Photovoltaic Energy|year=2014|publisher=IEA|archive-url=https://www.webcitation.org/6T92GIRhW?url=http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/TechnologyRoadmapSolarPhotovoltaicEnergy_2014edition.pdf|archive-date=7 October 2014|dead-url=no|access-date=7 October 2014}}</ref> {{Refpage|15}} Catatan: ''[[Kementerian Energi Amerika Serikat|DOE]] - Tren Penentuan Harga Sistem Fotovoltaik'' melaporkan harga yang lebih rendah untuk AS <ref name="sunshot-2014">{{Cite web|url=http://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62558.pdf|title=Photovoltaic System Pricing Trends – Historical, Recent, and Near-Term Projections, 2014 Edition|date=22 September 2014|publisher=NREL|page=4|archive-url=https://www.webcitation.org/6XOoaSCpl?url=http://www.nrel.gov/docs/fy14osti/62558.pdf|archive-date=29 March 2015|dead-url=no}}</ref>
|}
== Sejarah ==
[[ Efek fotovoltaik|Efek fotovoltaik]] didemonstrasikan pertama kali oleh fisikawan Prancis [[ Edmond Becquerel|Edmond Becquerel]]. Pada tahun 1839, pada usia 19, ia membangun sel fotovoltaik pertama di dunia di laboratorium ayahnya. [[ Willoughby Smith|Willoughby Smith]] pertama kali menggambarkan "Effect of Light on Selenium during the passage of an Electric Current" ("Pengaruh Cahaya pada Selenium selama perjalanan Arus Listrik") dalam [[Nature]] edisi 20 Februari 1873. Pada tahun 1883 [[ Charles Fritts|Charles Fritts]] membangun sel fotovoltaik [[ Solid state (elektronik)|padat]] pertama dengan melapisi [[selenium]] [[semikonduktor]] dengan lapisan tipis [[emas]] untuk membentuk persimpangan; perangkat ini hanya memiliki efisiensi sekitar 1%. Capaian lain termasuk:
* 1888 - Fisikawan Rusia [[ Aleksandr Stoletov|Aleksandr Stoletov]] membangun sel pertama berdasarkan [[efek fotolistrik]] luar yang ditemukan oleh [[Heinrich Rudolf Hertz|Heinrich Hertz]] pada tahun 1887.<ref name="Gevorkian2007">{{Cite book|last=Gevorkian|first=Peter|title=Sustainable energy systems engineering: the complete green building design resource|url={{google books|id=i8rcHsOfPScC|p=498|plainurl=y}}|year=2007|publisher=McGraw Hill Professional|isbn=978-0-07-147359-0}}</ref>
* 1905 - [[Albert Einstein]] mengusulkan teori kuantum cahaya yang baru dan menjelaskan [[efek fotolistrik]] dalam makalah penting, di mana ia menerima [[Nobel Fisika|Hadiah Nobel dalam Fisika]] pada tahun 1921.<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1921/ "The Nobel Prize in Physics 1921: Albert Einstein"], Nobel Prize official page</ref>
* 1941 - [[ Vadim Lashkaryov|Vadim Lashkaryov]] menemukan ''p''-''n-junction'' pada sel proto [[Tembaga(I) oksida|Cu<sub>2</sub>O]] dan [[ Perak sulfida|Ag<sub>2</sub>S.]]<ref>Lashkaryov, V. E. (1941) [http://ujp.bitp.kiev.ua/files/journals/53/si/53SI11p.pdf Investigation of a barrier layer by the thermoprobe method] {{Webarchive}}, Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Fiz. '''5''', 442–446, English translation: Ukr. J. Phys. '''53''', 53–56 (2008)</ref>
* 1946 - [[ Russell Ohl|Russell Ohl]] mematenkan sel surya semikonduktor junction modern,<ref>"Light sensitive device" {{US patent|2402662}} Issue date: June 1946</ref> sambil mengerjakan serangkaian kemajuan yang akan mengarah pada [[transistor]].
* 1954 - sel fotovoltaik praktis pertama didemonstrasikan secara publik di [[Bell Laboratories]].<ref>{{Cite journal|date=April 2009|title=April 25, 1954: Bell Labs Demonstrates the First Practical Silicon Solar Cell|url=http://www.aps.org/publications/apsnews/200904/physicshistory.cfm|journal=APS News|publisher=American Physical Society|volume=18|issue=4}}</ref> Para penemu adalah [[ Calvin Souther Fuller|Calvin Souther Fuller]], [[ Daryl Chapin|Daryl Chapin]] dan [[ Gerald Pearson|Gerald Pearson]]. <ref name="Tsokos2010">{{Cite book|first=K. A.|last=Tsokos|title=Physics for the IB Diploma Full Colour|url={{google books |plainurl=y |id=uWVQrIZqz_MC}}|date=28 January 2010|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-0-521-13821-5}}</ref>
* 1958 - sel surya menjadi terkenal dengan penggabungannya ke satelit [[ Pelopor I|Vanguard I.]]
[[Berkas:Explorer 6 paddles up.jpg|jmpl|[[Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat|NASA]] menggunakan sel surya di pesawat ruang angkasa sejak awal. Sebagai Contoh, [[ Penjelajah 6|Explorer 6]], diluncurkan pada tahun 1959, memiliki empat jajaran yang akan terbuka begitu mencapai orbit. jajaran ini menyediakan daya untuk berbulan-bulan di luar angkasa.]]
=== Aplikasi luar angkasa ===
Sel surya pertama kali digunakan dalam aplikasi yang menonjol ketika mereka diusulkan dan diterbangkan pada satelit Vanguard pada tahun 1958, sebagai sumber daya alternatif ke sumber daya [[ Sel primer|baterai utama]]. Dengan menambahkan sel ke bagian satelit, waktu misi dapat diperpanjang tanpa perubahan besar pada pesawat ruang angkasa atau sistem dayanya. Pada tahun 1959 Amerika Serikat meluncurkan [[ Penjelajah 6|Explorer 6]], menampilkan jajaran surya besar berbentuk sayap, yang menjadi fitur umum pada satelit tersebut. Jajaran ini terdiri dari 9600 [[ H. Leslie (Les) Hoffman|sel surya Hoffman]].
Pada 1960-an, sel surya adalah sumber daya utama untuk sebagian besar satelit yang mengorbit Bumi dan sejumlah wahana antariksa di tata surya, karena menawarkan rasio [[ Rasio daya terhadap berat|daya-terhadap-berat]] yang terbaik. Namun, keberhasilan ini dimungkinkan karena dalam aplikasi luar angkasa, biaya sistem daya bisa begitu tinggi, karena pengguna ruang memiliki sedikit opsi daya lain, dan kesediaan membayar untuk sel surya terbaik. Pasar tenaga luar angkasa mendorong pengembangan efisiensi yang lebih tinggi dalam sel surya hingga program [[Yayasan Sains Nasional]] "Penelitian yang Diterapkan untuk Kebutuhan Nasional" mulai mendorong pengembangan sel surya untuk aplikasi terestrial.
Pada awal 1990-an teknologi yang digunakan untuk sel surya luar angkasa membelok dari teknologi silikon yang digunakan untuk panel terestrial, dengan aplikasi pesawat ruang angkasa bergeser ke bahan semikonduktor III-V berbasis [[ Gallium arsenide|galium arsenida]], yang kemudian berkembang menjadi [[ Sel fotovoltaik multijungsi|sel fotovoltaik multijunction]] III-V modern yang digunakan di pesawat luar angkasa.
=== Penurunan biaya ===
Pemutakhiran terjadi secara bertahap selama 1960-an. Ini juga merupakan alasan bahwa biaya sel surya begitu tinggi, karena pengguna bersedia membayar untuk sel terbaik, tanpa meninggalkan alasan untuk berinvestasi dalam solusi yang lebih murah dan kurang efisien. Harga sebagian besar ditentukan oleh industri semikonduktor; perpindahan tren menuju [[sirkuit terpadu]] pada 1960-an menyebabkan ketersediaan [[ Boule (kristal)|boule]] yang lebih besar dengan harga relatif lebih rendah. Ketika harganya turun, harga sel yang dihasilkan juga. Efek ini menurunkan biaya sel pada tahun 1971 menjadi sekitar $ 100 per watt.{{Sfn|Perlin|1999|p=50}}
Pada akhir 1969 Elliot Berman bergabung dengan gugus tugas [[ Exxon|Exxon]] yang sedang mencari proyek 30 tahun di masa depan dan pada April 1973 ia mendirikan Solar Power Corporation, anak perusahaan yang sepenuhnya dimiliki Exxon pada waktu itu.{{Sfn|Perlin|1999|p=53}}<ref name="williams 2005">{{Cite book|first=Neville|last=Williams|title=Chasing the Sun: Solar Adventures Around the World|year=2005|publisher=[[New Society Publishers]]|page=84|isbn=9781550923124}}</ref><ref name="jones">{{Cite book|first=Geoffrey|last=Jones|first2=Loubna|last2=Bouamane|title="Power from Sunshine": A Business History of Solar Energy|url=http://www.hbs.edu/faculty/Publication%20Files/12-105.pdf|year=2012|publisher=[[Harvard Business School]]|pages=22–23}}</ref> Kelompok ini menyimpulkan bahwa daya listrik akan jauh lebih mahal pada tahun 2000, dan merasa bahwa kenaikan harga ini akan membuat sumber energi alternatif lebih menarik. Dia melakukan studi pasar dan menyimpulkan bahwa [[ Harga per watt|harga per watt]] sekitar $ 20/watt akan menciptakan permintaan yang signifikan.{{Sfn|Perlin|1999|p=53}} Tim menghilangkan langkah-langkah memoles wafer dan melapisinya dengan lapisan anti-reflektif, dengan mengandalkan permukaan wafer gergajian kasar. Tim juga mengganti bahan-bahan mahal dan kabel tangan yang digunakan dalam aplikasi luar angkasa dengan [[papan sirkuit cetak]] di bagian belakang, plastik [[ Polimer akrilat|akrilik]] di bagian depan, dan lem [[Silikone|silikon di]] antara keduanya, "pot" sel.{{Sfn|Perlin|1999|p=54}} Sel surya dapat dibuat menggunakan bahan buangan dari pasar elektronik. Pada tahun 1973 mereka mengumumkan produk, dan SPC meyakinkan [[ Sinyal Tideland|Tideland Signal]] untuk menggunakan panelnya untuk memberi daya pada [[Boya|pelampung]] navigasi, awalnya untuk US Coast Guard.<ref name="williams 2005" />
== Lihat pula ==
*
*
*
*
*
*
*
*
*[[Garis waktu energi surya]]
▲[[Berkas:solar cell.png|jmpl|250x|ka|Sebuah '''sel surya''', terbuat dari wafer silikon poly-crystalline.]]
== Referensi ==
* {{Cite journal | author=McDonald SA, Konstantatos G, Zhang S, Cyr PW, Klem EJ, Levina L, Sargent EH | title=Solution-processed PbS quantum dot infrared photodetectors and photovoltaics | journal=Nature Materials | volume=4 | issue=2 | year=2005 | pages=138-42}} PMID 15640806
Baris 27 ⟶ 100:
* [http://home.att.net/~africantech/solar/amorphous/amorphous1.htm Use of solar cells in ] [[Kenya]] and [[Uganda]], in [[Africa]]
* Pennicott, Katie, "''[http://physicsweb.org/article/news/5/12/2 Solar cell edges towards endless energy]''". [[7 December]] [[2001]]. PhysicsWeb.
* [http://dcwww.epfl.ch/lpi/solarcellE.html Dye Sensitized Solar Cells] (DYSC) based on Nanocrystalline Oxide Semiconductor Films[[Berkas:Solar panel.png|jmpl|250x|ka|'''Sel surya''']]
* News searching: [http://news.google.com/news?hl=da&q=%22Solar+Cell%22 Solar Cell], [http://news.google.com/news?hl=da&q=Photovoltaic Photovoltaic]
* [http://www.atse.org.au/index.php?sectionid=391 Historical: Photovoltaic Solar Energy Conversion: An Update]
| |||