Mon. Nov 28th, 2022

Solar Cell, Sumber Energi Terbarukan Masa Depan

Energi merupakan keliru satu persoalan utama yang dihadapi oleh nyaris seluruh negara di dunia. Hal ini mengingat energi merupakan keliru satu aspek utama bagi terjadinya perkembangan ekonomi suatu negara. Permasalahan energi menjadi semakin kompleks disaat kebutuhan yang meningkat akan energi berasal dari seluruh negara di dunia untuk menunjang perkembangan ekonominya justru memicu persediaan cadangan energi konvensional menjadi semakin sedikit. Saat ini total kebutuhan energy di seluruh dunia mencapai 10 Terra Watt (setara dengan 3 x 1020 Joule/ tahun) dan diprediksi kuantitas ini akan konsisten meningkat sampai mencapai 30 Terra Watt terhadap th. 2030 [1-3].

Kebutuhan yang meningkat terhadap energi juga terhadap kenyataanya bertabrakan dengan kebutuhan umat manusia untuk menciptakan lingkungan yang bersih dan bebas berasal dari polusi. Berbagai konsideran ini menuntut perlunya dikembangkan sumber energi alternatif yang dapat menjawab tantangan di atas tersebut. Solar cell merupakan pembangkit listrik yang dapat mengkonversi cahaya matahari menjadi arus listrik. Energi matahari sebenarnya merupakan sumber energi yang paling menjanjikan mengingat sifatnya yang konsisten (sustainable) dan juga jumlahnya yang benar-benar besar. Matahari merupakan sumber energi yang dikehendaki dapat menangani persoalan kebutuhan energi masa depan sesudah berbagai sumber energi konvensional menyusut jumlahnya dan juga tidak ramah terhadap lingkungan. Total kebutuhan energi yang berjumlah 10 TW tersebut setara dengan 3 x 1020 J tiap tiap tahunnya Plts on grid .

Sementara total energi matahari yang sampai di permukaan bumi adalah 2,6 x 1024 Joule tiap tiap tahunnya. Sebagai perbandingan, energi yang dapat dikonversi melalui sistem fotosintesis di seluruh permukaan bumi mencapai 2,8 x 1021 J tiap tiap tahunnya. Jika kita lihat kuantitas energi yang dibutuhkan dan dibandingkan dengan energi matahari yang tiba di permukaan bumi, maka sebenarnya dengan menutup 0,05% luas permukaan bumi (total luas permukaan bumi adalah 5,1 x 108 km2) dengan solar cell yang miliki efisiensi 20%, seluruh kebutuhan energi yang tersedia di bumi sudah dapat terpenuhi.Kondisi Solar Cell Saat IniJumlah energi yang begitu besar yang dihasilkan berasal dari cahaya matahari, memicu solar cell menjadi alternatif sumber energi masa depan yang benar-benar menjanjikan. Solar cell juga miliki kelebihan menjadi sumber energi yang praktis mengingat tidak membutuhkan transmisi dikarenakan dapat dipasang secara modular di tiap tiap lokasi yang membutuhkan.

Solar cell tidak miliki ekses suara layaknya terhadap pembangkit tenaga angin dan juga dapat dipasang terhadap nyaris seluruh area dikarenakan nyaris tiap tiap lokasi di belahan dunia ini terima cahaya matahari. Bandingkan dengan pembangkit air (hydro) yang dapat dipasang hanya terhadap daerah-daerah dengana aliran air tertentu. Dengan berbagai keistimewaan ini maka tidak heran kalau negara-negara maju berlomba mengembangkan solar cell sehingga dapat dihasilkan teknologi pembuatan solar cell yang miliki nilai eknomis. Hingga selagi ini total energi listrik yang dibangkitkan dengan solar cell di seluruh dunia baru mencapai lebih kurang 12 GW (bandingkan dengan total penggunaan listrik dunia sebesar 10 TW).

Dari 12 GW tersebut Jerman merupakan negara terbesar yang sudah menginstall solar cell nya yakni sebesar nyaris 5 GW. Meskipun begitu tiap tiap tahunnya berlangsung peningkatan mengolah solar cell dimana terhadap th. 2008 total mengolah solar cell di seluruh dunia sudah mencapai angka 6,22 GW. Nilai mengolah yang konsisten meningkat ini juga konsisten diikuti dengan usaha untuk turunkan harga solar modul per Watt peaknya. Saat ini harga listrik yang dihasilkan oleh solar cell sebesar 50 sen $ tiap tiap kWh yang relatif tetap benar-benar tinggi kalau dibandingkan dengan pembangkitan berasal dari sumber lainya layaknya berasal dari pembangkit termal yang hanya sebesar 8 sen $ untuk tiap tiap kWh nya.

Berbagai teknologi sudah dikembangkan dalam sistem pembuatan solar cell untuk turunkan harga mengolah sehingga lebih ekonomis. Jenis-jenis solar cell pun selagi ini sudah berkembang tidak hanya berbasis terhadap kristal semikonduktor silikon tapi berbagai type type berasal dari mulai susunan tipis, organic, susunan single dan multi junction sampai yang paling baru type dye sensitized solar cell.

Jenis Solar CellCara kerja sel surya adalah dengan manfaatkan teori cahaya sebagai partikel. Sebagaimana diketahui bahwa cahaya baik yang terlihat maupun yang tidak terlihat miliki dua buah cii-ciri yakni dapat sebagai gelombang dan dapat sebagai partikel yang disebut dengan photon. Penemuan ini pertama kali diungkapkan oleh Einstein terhadap th. 1905. Energi yang dipancarkan oleh sebuah cahaya dengan kecepatan c dan panjang gelombang ? dirumuskan dengan persamaan:E = h.c/ ?Dengan h adalah konstanta Plancks (6.62 x 10-34 J.s) dan c adalah kecepatan cahaya dalam vakum (3.00 x 108 m/s).

Persamaan di atas juga menunjukkan bahwa photon dapat dicermati sebagai sebuah partikel energi atau sebagai gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi khusus [5]. Dengan manfaatkan sebuah divais semikonduktor yang miliki permukaan yang luas dan terdiri berasal dari urutan dioda type p dan n, cahaya yang berkunjung akan dapat dirubah menjadi energi listrik.Hingga selagi ini terdapat lebih dari satu type solar sel yang sukses dikembangkan oleh para peneliti untuk meraih divais solar sel yang miliki efisiensi yang tinggi atau untuk meraih divais solar sel yang tidak mahal dan enteng dalam pembuatannya.

Tipe pertama yang sukses dikembangkan adalah type wafer (berlapis) silikon kristal tunggal. Tipe ini dalam perkembangannya dapat membuahkan efisiensi yang benar-benar tinggi. Masalah terbesar yang dihadapi dalam pengembangan silikon kristal tunggal untuk dapat diproduksi secara komersial adalah harga yang benar-benar tinggi sehingga memicu solar sel panel yang dihasilkan menjadi tidak efisien sebagai sumber energi alternatif.

Sebagian besar silikon kristal tunggal komersial miliki efisiensi terhadap kisaran 16-17%, lebih-lebih silikon solar sel hasil mengolah SunPower miliki efisiensi sampai 20%[www.sunpowercorp.com]. Bersama perusahaan Shell Solar, SunPower menjadi perusahaan yang menguasai pasar silikon kristal tunggal untuk solar sel.Jenis solar sel yang kedua adalah type wafer silikon poli kristal. Saat ini, nyaris lebih dari satu besar panel solar sel yang beredar di pasar komersial berasal berasal dari screen printing type silikon poli cristal ini. Wafer silikon poli kristal dibikin dengan langkah memicu susunan susunan tidak tebal berasal dari batang silikon dengan metode wire-sawing. Masing-masing susunan miliki ketebalan lebih kurang 250?50 micrometer. Jenis solar sel type ini miliki harga pembuatan yang lebih tidak mahal walaupun tingkat efisiensinya lebih rendah kalau dibandingkan dengan silikon kristal tunggal. Perusahaan yang aktif mengolah type solar sel ini adalah GT Solar, BP, Sharp, dan Kyocera Solar.Kedua type silikon wafer di atas dikenal sabagai generasi pertama berasal dari solar sel yang miliki ketebalan terhadap kisaran 180 sampai 240 mikro meter.

Penelitian yang lebih pernah dan sudah lama dilaksanakan oleh para peneliti menjadikan solar sel berbasis silikon ini sudah menjadi teknologi yang berkembang dan banyak dikuasai oleh peneliti maupun dunia industri. Divais solar sel ini dalam perkembangannya sudah dapat mencapai umur aktif mencapai 25 th. [3]. Modifikasi untuk memicu lebih rendah ongkos pembuatan juga dilaksanakan dengan memicu pita silikon (ribbon si) yakni dengan memicu susunan berasal dari cairan silikon dan membentuknya dalam struktur multi kristal. Meskipun type sel surya pita silikon ini miliki efisiensi yang lebih rendah (13-15%), tapi ongkos produksinya dapat lebih dihemat mengingat silikon yang terbuang dengan manfaatkan cairan silikon akan lebih sedikit.

Generasi kedua solar sel adalah solar sel type susunan tidak tebal (thin film). Ide pembuatan type solar sel susunan tidak tebal adalah untuk kurangi ongkos pembuatan solar sel mengingat type ini hanya manfaatkan kurang berasal dari 1% berasal dari bahan baku silikon kalau dibandingkan dengan bahan baku untuk type silikon wafer. Dengan penghematan yang tinggi terhadap bahun baku layaknya itu memicu harga per KwH energi yang dibangkitkan menjadi dapat lebih murah. Metode yang paling sering dipakai dalam pembuatan silikon type susunan tidak tebal ini adalah dengan PECVD berasal dari gas silane dan hidrogen. Lapisan yang dibikin dengan metode ini membuahkan silikon yang tidak miliki arah orientasi kristal atau yang dikenal sebagai amorphous silikon (non kristal).

Selain manfaatkan material berasal dari silikon, solar sel susunan tidak tebal juga dibikin berasal dari bahan semikonduktor lainnya yang miliki efisiensi solar sel tinggi layaknya Cadmium Telluride (Cd Te) dan Copper Indium Gallium Selenide (CIGS).Efisiensi tertinggi selagi ini yang dapat dihasilkan oleh type solar sel susunan tidak tebal ini adalah sebesar 19,5% yang berasal berasal dari solar sel CIGS [7]. Keunggulan lainnya dengan manfaatkan type susunan tidak tebal adalah semikonduktor sebagai susunan solar sel dapat dideposisi terhadap substrat yang lentur sehingga membuahkan divais solar sel yang fleksibel. Kedua generasi berasal dari solar sel ini tetap mendominasi pasaran solar sel di seluruh dunia dengan silikon kristal tunggal dan multi kristal miliki lebih berasal dari 84% solar sel yang tersedia dipasaran

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *