Sel surya: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
menambahkan pranala dalam |
|||
(30 revisi perantara oleh 16 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:Solar Taxi Q Cell.JPG|jmpl|ka|250px|Taksi tenaga surya sedang dipamerkan oleh pembuatnya pada [[KTT Perubahan Iklim di Nusa Dua Bali]] ]]
'''Sel surya''' atau '''sel fotovoltaik''', adalah sebuah alat [[semikonduktor]] yang terdiri dari sebuah wilayah-besar [[diode|dioda]] [[
Sel surya memiliki banyak aplikasi. Mereka terutama cocok untuk digunakan bila tenaga listrik dari [[grid]] tidak tersedia, seperti di wilayah terpencil, [[satelit]] pengorbit [[bumi]], [[kalkulator]] genggam, pompa air, dll. Sel surya (dalam bentuk modul atau [[panel surya]]) dapat dipasang di atap gedung di mana mereka berhubungan dengan [[inverter]] ke grid listrik dalam sebuah pengaturan [[net metering]].
Banyak bahan semikonduktor yang dapat dipakai untuk membuat sel surya diantaranya [[silikon]], [[Titanium dioksida|titanium oksida]], [[germanium]], dll.
== Aplikasi ==
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 [[
Beberapa sel surya dalam kelompok terpadu, semuanya berorientasi dalam satu bidang, membentuk [[Panel surya|panel atau modul fotovoltaik surya]]. Modul [[fotovoltaik]] sering kali memiliki selembar kaca di sisi yang menghadap matahari, memungkinkan cahaya untuk lewat
{| class="wikitable"
|+Harga sistem PV tipikal pada 2013 di negara-negara tertentu ($
!USD / W
![[Tenaga surya di Australia|Australia]]
![[
![[
![[Tenaga surya di Jerman|Jerman]]
![[
![[
![[
![[
|-
| Hunian
Baris 54:
|3.3
|-
| colspan="9" |Sumber: ''[[
|}
=== Aplikasi di Kendaraan ===
[[File:GM_Sunraycer.JPG|thumb|Mobil [[Sunraycer]] yang dikembangkan oleh GM (General Motors)]]
Penggunaan sel surya sebagai sumber energi alternatif dalam kendaraan semakin berkembang. Kendaraan listrik yang menggunakan energi surya dan/atau sinar matahari disebut mobil surya. Mobil ini menggunakan panel surya untuk mengubah cahaya menjadi energi listrik yang disimpan dalam baterai. Beberapa faktor seperti suhu, sifat material, kondisi cuaca, sinar matahari, dan lainnya mempengaruhi daya yang dihasilkan oleh sel surya.<ref>{{Cite journal |last1=Al-Ezzi |first1=Athil S. |last2=Ansari |first2=Mohamed Nainar M. |date=2022-07-08 |title=Photovoltaic Solar Cells: A Review |journal=Applied System Innovation |language=en |volume=5 |issue=4 |pages=67 |doi=10.3390/asi5040067 |issn=2571-5577 |doi-access=free }}</ref>
Penggunaan sel surya dalam kendaraan mulai muncul sekitar pertengahan abad ke-20. Untuk meningkatkan publisitas dan kesadaran tentang transportasi berenergi surya, pada tahun 1987 Hans Tholstrup mengadakan World Solar Challenge, sebuah perlombaan sejauh 3000 km melintasi belantara Australia, yang diikuti oleh peserta dari industri dan universitas terkemuka di seluruh dunia.<ref name=":03">{{Cite journal |last1=Chaturvedi |first1=Abhinya |last2=Kushwaha |first2=Kirti |last3=Kashyap |first3=Parul |last4=Navani |first4=J.P. |date=April–June 2015 |title=Solar Powered Vehicle |journal=International Journal of Electrical and Electronics Research |volume=3 |issue=2 |pages=270–273 |url=https://www.academia.edu/30354666}}</ref> General Motors berhasil memenangkan acara tersebut dengan mobil mereka, Sunraycer, yang mencapai kecepatan lebih dari 40 mph dan memiliki keunggulan yang signifikan.<ref name=":03" /> Sebenarnya, mobil tenaga surya adalah salah satu jenis kendaraan energi alternatif tertua.<ref>{{Cite conference |location=Capri, Italy |last=Connors |first=John |date=21-23 Mei 2007 |title=Tentang Kendaraan Tenaga Surya dan Manfaat Teknologi Ini |book-title=Konferensi Internasional 2007 tentang Listrik Bersih |pages=700–705 |doi=10.1109/ICCEP.2007.384287}}</ref>
== Sejarah ==
[[
* 1888 - Fisikawan Rusia [[
* 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 - [[
* 1946 - [[
* 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 [[
* 1958 - sel surya menjadi terkenal dengan penggabungannya ke satelit [[
[[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, [[
=== Aplikasi luar angkasa ===
Sel surya pertama kali digunakan dalam aplikasi yang menonjol ketika mereka diusulkan dan diterbangkan pada satelit [[Vanguardisme|Vanguard]] pada tahun 1958, sebagai sumber daya alternatif ke sumber daya [[
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 [[
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 [[
=== 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 [[
Pada akhir 1969 Elliot Berman bergabung dengan gugus tugas [[
=== Penelitian dan Produksi Industri ===
Penelitian mengenai energi surya untuk aplikasi di daratan menjadi penting melalui Divisi Penelitian dan Pengembangan Energi Surya Lanjutan dari [[National Science Foundation]] (NSF) Amerika Serikat dalam program "Penelitian yang Diterapkan untuk Kebutuhan Nasional" dari tahun 1969 hingga 1977,<ref>[https://www.nsf.gov/about/history/nsf50/nsf8816.jsp The National Science Foundation: A Brief History], Bab IV, NSF 88-16, 15 Juli 1994 (diakses 20 Juni 2015)</ref> yang mendanai penelitian untuk mengembangkan energi surya dalam sistem listrik di daratan. Pada tahun 1973, dalam konferensi "Cherry Hill Conference", ditetapkan tujuan teknologi yang harus dicapai dan merencanakan proyek ambisius untuk mencapainya, sehingga memulai program penelitian terapan yang berlangsung selama beberapa dekade.<ref>{{cite conference |author=Herwig, Lloyd O. |book-title=National center for photovoltaics (NCPV) 15th program review meeting |volume=462 |page=785 |doi=10.1063/1.58015 |bibcode=1999AIPC..462..785H |title=Cherry Hill revisited: Background events and photovoltaic technology status|year=1999}}</ref> Program ini kemudian dikelola oleh [[Energy Research and Development Administration]] (ERDA),<ref>{{cite conference |author1=Deyo, J. N. |author2=Brandhorst, H. W. Jr. |author3=Forestieri, A. F. |title=Status of the ERDA/NASA photovoltaic tests and applications project |url=https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19770006594 |conference=12th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. |date=15–18 Nov 1976}}</ref> yang kemudian digabungkan ke dalam [[Departemen Energi Amerika Serikat]].
Setelah [[krisis minyak 1973]], perusahaan minyak menggunakan keuntungan yang lebih tinggi untuk memulai atau membeli perusahaan energi surya, sehingga menjadi produsen terbesar selama beberapa dekade. Perusahaan-perusahaan seperti Exxon, ARCO, Shell, Amoco (kemudian dibeli oleh BP), dan Mobil memiliki divisi energi surya yang besar pada tahun 1970-an dan 1980-an. Perusahaan-perusahaan teknologi juga turut berpartisipasi, antara lain [[General Electric]], [[Motorola]], [[IBM]], [[Tyco]], dan [[RCA]].<ref name="hoanggiangsolar">{{cite web |title=Sửa máy nước nóng năng lượng |url=https://hoanggiangsolar.com/sua-may-nuoc-nong-nang-luong-mat-troi/ |website=hoanggiangsolar.com |access-date=28 Juni 2023}}</ref><ref name="Information1979">{{cite magazine|title=The multinational connections-who does what where|magazine=New Scientist|volume=84|issue=1177|url={{google books |plainurl=y |id=x3w5ZfGUS_0C}}|date=18 Oktober 1979 |publisher=Reed Business Information|issn=0262-4079}}</ref>
== Pengurangan biaya dan pertumbuhan eksponensial ==
{{Main|Pertumbuhan fotovoltaik}}
[[Berkas:CO2 mitigation and price.jpg|jmpl|Volume energi [[
Pemutakhiran teknologi pemrosesan lebih lanjut mengurangi biaya produksi hingga di bawah $ 1 per watt, dengan biaya grosir jauh di bawah $ 2. [[Sistem
Ketika industri semikonduktor
Selama tahun 1990-an, sel [[
PV surya tumbuh tercepat di Asia, dengan
Penurunan biaya dianggap sebagai salah satu faktor terbesar dalam pesatnya pertumbuhan energi terbarukan, dengan turunnya biaya listrik fotovoltaik surya sebesar ~85% antara tahun 2010 hingga 2021.<ref>{{cite web |last1=Jaeger |first1=Joel |title=Explaining the Exponential Growth of Renewable Energy |url=https://www.wri.org/insights/growth-renewable-energy-sector-explained |access-date=2021-11-08|language=en |date=20 September 2021}}</ref> Pada tahun 2019, sel surya menyumbang ~3% dari pembangkit listrik dunia.<ref name="techrev">{{cite web |title=Solar panels are a pain to recycle. These companies are trying to fix that. |url=https://www.technologyreview.com/2021/08/19/1032215/solar-panels-recycling/ |website=MIT Technology Review |access-date=2021-11-08|language=en}}</ref>
== Material ==
Sel surya biasanya dinamai dengan [[Semikonduktor|bahan semikonduktor]] pembuatnya. [[
Sel surya dapat diklasifikasikan menjadi sel generasi pertama, kedua dan ketiga. Sel generasi pertama — juga disebut sel konvensional, tradisional, atau berbasis [[Wafer (elektronik)|wafer]] — terbuat dari [[
=== Silikon kristal ===
Sejauh ini, bahan curah paling umum untuk sel surya adalah [[
==== Silikon monokristalin ====
Sel surya [[silikon monokristalin]] (mono-Si) lebih efisien dan lebih mahal daripada kebanyakan jenis sel lainnya. Sudut-sudut sel terlihat terpotong, seperti segi delapan, karena bahan wafer dipotong dari ingot silinder, yang biasanya dibuat melalui [[proses Czochralski]]. Panel surya menggunakan sel mono-Si menampilkan pola khas berlian putih kecil.
==== Pengembangan silikon epitaksial ====
[[Wafer epitaxial|Wafer epitaksial]] silikon kristalin dapat ditumbuhkan pada wafer "benih" silikon monokristalin oleh [[Pengendapan uap kimia|deposisi uap kimia]] (CVD), dan kemudian terlepas sebagai wafer yang menopang diri sendiri dengan ketebalan standar (misalnya, 250 μm) yang dapat dimanipulasi dengan tangan, dan secara langsung diganti dengan sel wafer yang dipotong dari ingot silikon monokristalin. Sel surya yang dibuat dengan teknik "tanpa [[Gergaji|kerf]]" ini dapat memiliki efisiensi mendekati sel-sel ''wafer-cut'', tetapi dengan biaya yang jauh lebih rendah jika CVD dapat dilakukan pada [[tekanan atmosfer]] dalam proses inline dengan ''throughput'' yang tinggi.<ref name="NexWafe">{{Cite web|url=https://www.ise.fraunhofer.de/en/press-and-media/press-releases/press-releases-2015/nexwafe|title=20% Efficient Solar Cell on EpiWafer|last=Janz|first=Stefan|last2=Reber|first2=Stefan|date=14 September 2015|publisher=[[Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics|Fraunhofer ISE]]|access-date=15 October 2015}}</ref><ref name="DrießenAmiri2016">{{Cite journal|last=Drießen|first=Marion|last2=Amiri|first2=Diana|last3=Milenkovic|first3=Nena|last4=Steinhauser|first4=Bernd|last5=Lindekugel|first5=Stefan|last6=Benick|first6=Jan|last7=Reber|first7=Stefan|last8=Janz|first8=Stefan|year=2016|title=Solar Cells with 20% Efficiency and Lifetime Evaluation of Epitaxial Wafers|journal=Energy Procedia|volume=92|pages=785–790|doi=10.1016/j.egypro.2016.07.069|issn=1876-6102}}</ref> Permukaan wafer epitaksial mungkin bertekstur untuk meningkatkan penyerapan cahaya.<ref name="pyramid">{{Cite journal|last=Gaucher|first=Alexandre|last2=Cattoni|first2=Andrea|last3=Dupuis|first3=Christophe|last4=Chen|first4=Wanghua|last5=Cariou|first5=Romain|last6=Foldyna|first6=Martin|last7=Lalouat|first7=Loı̈c|last8=Drouard|first8=Emmanuel|last9=Seassal|first9=Christian|year=2016|title=Ultrathin Epitaxial Silicon Solar Cells with Inverted Nanopyramid Arrays for Efficient Light Trapping|journal=Nano Letters|volume=16|issue=9|pages=5358–64|bibcode=2016NanoL..16.5358G|doi=10.1021/acs.nanolett.6b01240|pmid=27525513}}</ref><ref name="ChenCariou2016">{{Cite journal|last=Chen|first=Wanghua|last2=Cariou|first2=Romain|last3=Foldyna|first3=Martin|last4=Depauw|first4=Valerie|last5=Trompoukis|first5=Christos|last6=Drouard|first6=Emmanuel|last7=Lalouat|first7=Loic|last8=Harouri|first8=Abdelmounaim|last9=Liu|first9=Jia|year=2016|title=Nanophotonics-based low-temperature PECVD epitaxial crystalline silicon solar cells|deadurl=Cabarrocas|journal=Journal of Physics D: Applied Physics|volume=49|issue=12|pages=125603|bibcode=2016JPhD...49l5603C|doi=10.1088/0022-3727/49/12/125603|issn=0022-3727}}</ref>
Pada Juni 2015, dilaporkan bahwa sel surya [[Heterjunction|heterojunction]] yang ditumbuhkan secara epitaksial pada wafer silikon tipe-n monokristalin telah mencapai efisiensi 22,5% dari total luas sel 243,4 cm<math>^2</math>.<ref name="KobayashiWatabe2015">{{Cite journal|last=Kobayashi|first=Eiji|last2=Watabe|first2=Yoshimi|last3=Hao|first3=Ruiying|last4=Ravi|first4=T. S.|year=2015|title=High efficiency heterojunction solar cells on n-type kerfless mono crystalline silicon wafers by epitaxial growth|journal=Applied Physics Letters|volume=106|issue=22|pages=223504|bibcode=2015ApPhL.106v3504K|doi=10.1063/1.4922196|issn=0003-6951}}</ref>
==== Silikon polikristalin ====
[[Silikon polikristalin|Sel silikon polikristalin]], atau silikon multikristalin (multi-Si) dibuat dari ingot kotak — blok besar silikon cair yang didinginkan dan dipadatkan dengan hati-hati. Sel ini terdiri dari kristal-kristal kecil yang memberikan material [[Kristalit|efek serpihan logam]] yang khas. Sel polisilikon adalah jenis yang paling umum digunakan dalam fotovoltaik dan lebih murah, tetapi juga kurang efisien, dibandingkan dengan yang dibuat dari silikon monokristalin.
==== Silikon pita ====
[[Silikon pita]] adalah jenis silikon polikristalin — dibentuk dengan menarik film tipis rata dari silikon [[Pencairan|cair]] dan menghasilkan struktur polikristalin. Sel-sel ini lebih murah daripada multi-Si, karena pengurangan besar dalam limbah silikon, karena pendekatan ini tidak memerlukan [[Gergaji|penggergajian]] dari [[ingot]].<ref>{{Cite book|url=http://www.ece.gatech.edu/research/UCEP/papers/3world/STRING%20RIBBON%20SILICON%20SOLAR%20CELLS%20WITH%2017.8%25%20EFFICIENCY.pdf|title=String ribbon silicon solar cells with 17.8% efficiency|last=Kim, D.S.|date=18 May 2003|work=Proceedings of 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, 2003|isbn=978-4-9901816-0-4|volume=2|pages=1293–1296|display-authors=etal|access-date=2020-05-27|archive-date=2016-04-07|archive-url=https://web.archive.org/web/20160407123021/http://www2.ece.gatech.edu/research/UCEP/papers/3world/STRING%20RIBBON%20SILICON%20SOLAR%20CELLS%20WITH%2017.8%25%20EFFICIENCY.pdf|dead-url=yes}}</ref> Namun, sel ini juga kurang efisien.
==== Silikon mono-seperti-multi (MLM) ====
Bentuk sel ini dikembangkan pada 2000-an dan diperkenalkan secara komersial sekitar 2009. Juga disebut cor-mono, desain ini menggunakan ruang pencetakan polikristalin dengan "biji" kecil material monokristalin. Hasilnya adalah material seperti monokristalin yang dikelilingi polikristalin di permukaan luarnya. Ketika diiris untuk diproses, bagian dalam adalah sel seperti monokristalin efisiensi tinggi (tetapi bentuknya persegi bukannya "terpotong"), sedangkan tepi luarnya dalah polikristalin konvensional. Metode produksi ini menghasilkan sel seperti monokristalin dengan harga mirip polikristalin.<ref>Wayne McMillan, [http://btimaging.com/Downloads/bt_PV_eng-Advertorial3_Final.pdf "The Cast Mono Dilemma"] {{Webarchive}}, BT Imaging</ref>
=== Film tipis ===
Teknologi film tipis mengurangi jumlah bahan aktif dalam sel. Sebagian besar desain menempatkan bahan aktif di antara dua panel kaca. Karena panel surya silikon hanya menggunakan satu panel kaca, panel film tipis kira-kira dua kali lebih berat dari panel silikon kristal, meskipun mereka memiliki dampak ekologis yang lebih kecil (ditentukan dari [[analisis siklus nyala]]).<ref>{{Cite book|title=Solar Energy|last=Pearce|first=J.|last2=Lau|first2=A.|year=2002|isbn=978-0-7918-1689-9|page=181|chapter=Net Energy Analysis for Sustainable Energy Production from Silicon Based Solar Cells|doi=10.1115/SED2002-1051|chapter-url=http://www.cede.psu.edu/users/alau/ases02_net_energy_pv.pdf}}{{Pranala mati}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Edoff|first=Marika|date=March 2012|title=Thin Film Solar Cells: Research in an Industrial Perspective|journal=AMBIO|volume=41|issue=2|pages=112–118|doi=10.1007/s13280-012-0265-6|issn=0044-7447|pmc=3357764|pmid=22434436}}</ref>
==== Kadmium telurida ====
Kadmium telurida adalah satu-satunya bahan film tipis sejauh ini yang mampu menyaingi silikon kristal dalam hal biaya/watt. Namun kadmium sangat beracun dan persediaan [[telurium]] ([[Ion|anion]]: "[[telurium]]") terbatas. [[Kadmium]] yang ada dalam sel akan beracun jika dilepaskan begitu saja. Namun, pelepasan tidak mungkin terjadi selama operasi normal sel dan tidak mungkin terjadi saat ada kebakaran di atap rumah.<ref name="Fthenakis 303–334">{{Cite journal|last=Fthenakis|first=Vasilis M.|year=2004|title=Life cycle impact analysis of cadmium in CdTe PV production|url=http://www.clca.columbia.edu/papers/Life_Cycle_Impact_Analysis_Cadmium_CdTe_Photovoltaic_production.pdf|journal=Renewable and Sustainable Energy Reviews|volume=8|issue=4|pages=303–334|doi=10.1016/j.rser.2003.12.001}}</ref> Satu meter persegi CdTe mengandung kira-kira jumlah Cd yang sama dengan [[baterai nikel kadmium]] sel C tunggal, dalam bentuk yang lebih stabil dan kurang terlarut.<ref name="Fthenakis 303–334" />
==== Tembaga indium galium selenida ====
Tembaga indium galium selenida (CIGS) adalah bahan [[Celah pita langsung dan tidak langsung|celah pita langsung]]. Sel ini memiliki efisiensi tertinggi (~ 20%) di antara semua bahan film tipis yang signifikan dan tersedia secara komersial (lihat [[Sel surya tembaga indium gallium selenide|sel surya CIGS]]). Metode fabrikasi tradisional melibatkan proses vakum termasuk co-evaporasi dan ''sputtering''. Perkembangan terbaru di [[IBM]] dan [[Nanosolar]] berupaya untuk menurunkan biaya dengan menggunakan proses solusi non vakum.<ref>[https://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/24464.wss "IBM and Tokyo Ohka Kogyo Turn Up Watts on Solar Energy Production"], IBM</ref>
==== Film tipis silikon ====
[[Sel film tipis silikon]] terutama disimpan oleh [[Pengendapan uap kimia|deposisi uap kimia]] (biasanya ditingkatkan plasma, PE-CVD) dari gas [[silena]] dan gas [[hidrogen]]. Tergantung pada parameter deposisi, proses ini dapat menghasilkan [[silikon amorphous|silikon amorf]] (a-Si atau a-Si:H), silikon [[protokristalin]] atau [[silikon nanokristalin]] (nc-Si atau nc-Si:H), juga disebut silikon mikrokristalin.<ref>{{Cite journal|last=Collins|first=R. W.|last2=Ferlauto|first2=A. S.|last3=Ferreira|first3=G. M.|last4=Chen|first4=C.|last5=Koh|first5=J.|last6=Koval|first6=R. J.|last7=Lee|first7=Y.|last8=Pearce|first8=J. M.|last9=Wronski|first9=C. R.|year=2003|title=Evolution of microstructure and phase in amorphous, protocrystalline, and microcrystalline silicon studied by real time spectroscopic ellipsometry|journal=Solar Energy Materials and Solar Cells|volume=78|issue=1–4|page=143|doi=10.1016/S0927-0248(02)00436-1}}</ref>
Silikon amorf adalah teknologi film tipis yang paling berkembang saat ini. Sel surya silikon amorf (a-Si) terbuat dari silikon nonkristal atau mikrokristalin. Silikon amorf memiliki celah pita yang lebih tinggi (1,7 eV) dari silikon kristalin (c-Si) (1,1 eV), yang berarti sel itu cenderung menyerap bagian dari spektrum matahari yang terlihat daripada bagian spektrum [[inframerah]] dengan kepadatan daya yang lebih tinggi. Produksi sel surya film tipis-Si menggunakan kaca sebagai substrat dan menyimpan lapisan silikon yang sangat tipis dengan [[deposisi uap kimia yang ditingkatkan plasma]] (PECVD).
Silikon protokristalin dengan fraksi volume rendah silikon nanokristalin optimal untuk tegangan rangkaian terbuka tinggi.<ref>{{Cite journal|last=Pearce|first=J. M.|last2=Podraza|first2=N.|last3=Collins|first3=R. W.|last4=Al-Jassim|first4=M. M.|last5=Jones|first5=K. M.|last6=Deng|first6=J.|last7=Wronski|first7=C. R.|year=2007|title=Optimization of open circuit voltage in amorphous silicon solar cells with mixed-phase (amorphous+nanocrystalline) p-type contacts of low nanocrystalline content|url=http://me.queensu.ca/people/pearce/publications/documents/t14.pdf|journal=Journal of Applied Physics|volume=101|issue=11|pages=114301–114301–7|bibcode=2007JAP...101k4301P|doi=10.1063/1.2714507|archive-url=http://archive.wikiwix.com/cache/20090613201701/http://me.queensu.ca/people/pearce/publications/documents/t14.pdf|archive-date=13 June 2009|url-status=dead}}</ref> Nc-Si memiliki celah pita yang hampir sama dengan c-Si dan nc-Si dan a-Si secara menguntungkan dapat dikombinasikan dalam lapisan tipis, menciptakan sel berlapis yang disebut sel tandem. Sel atas berupa a-Si menyerap cahaya tampak dan meninggalkan bagian spektrum inframerah untuk sel bawah yang berupa nc-Si.
==== Film tipis galium arsenida ====
Bahan semikonduktor [[Gallium arsenide|galium arsenida]] (GaAs) juga digunakan untuk sel surya film tipis kristal tunggal. Meskipun sel-sel GaAs sangat mahal, sel ini memegang rekor dunia dalam efisiensi untuk sel surya [[Pertemuan p-n|pertemuan tunggal]] pada 28,8%.<ref>{{Cite book|title=2012 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference|last=Yablonovitch|first=Eli|last2=Miller|first2=Owen D.|last3=Kurtz|first3=S. R.|year=2012|isbn=978-1-4673-0066-7|page=001556|chapter=The opto-electronic physics that broke the efficiency limit in solar cells|doi=10.1109/PVSC.2012.6317891}}</ref> GaAs lebih umum digunakan dalam [[sel fotovoltaik multipertemuan]] untuk [[fotovoltaik terkonsentrasi]] (CPV, HCPV) dan untuk [[panel surya pada wahana antariksa]], karena industri lebih menyukai efisiensi daripada biaya untuk [[tenaga surya berbasis antariksa]]. Berdasarkan literatur sebelumnya dan beberapa analisis teoritis, ada beberapa alasan mengapa GaAs memiliki efisiensi konversi daya yang tinggi. Pertama, celah pita GaAs adalah 1,43 ev yang hampir ideal untuk sel surya. Kedua, karena Gallium adalah produk sampingan dari peleburan logam lain, sel-sel GaAs relatif tidak sensitif terhadap panas dan dapat menjaga efisiensi tinggi ketika suhu cukup tinggi. Ketiga, GaAs memiliki berbagai pilihan desain. Menggunakan GaAs sebagai lapisan aktif dalam sel surya, para insinyur dapat memiliki banyak pilihan lapisan lain yang dapat menghasilkan elektron dan lubang lebih baik pada GaAs.
== Manufaktur ==
[[Berkas:FX-77.JPG|jmpl|[[Kalkulator bertenaga surya]] generasi awal]]
Sel surya berbagi beberapa teknik pemrosesan dan pembuatan yang sama seperti perangkat semikonduktor lainnya. Namun, persyaratan ketat untuk kebersihan dan kontrol kualitas fabrikasi semikonduktor lebih longgar untuk sel surya, sehingga menurunkan biaya produksinya.
Wafer [[silikon polikristalin]] dibuat dengan menggergaji ingot silikon cetak blok menjadi wafer dengan ketebalan 180 hingga 350 mikrometer. Wafer biasanya berbentuk [[Semikonduktor tipe-P|tipe-p]]-terdoping. Difusi permukaan dopan [[Semikonduktor tipe-N|tipe-n]] dilakukan di sisi depan wafer. Ini membentuk pertemuan p-n beberapa ratus nanometer di bawah permukaan.
[[Lapisan antipantul]]an kemudian biasanya diterapkan untuk meningkatkan jumlah cahaya yang diterima sel surya. [[Silikon nitrida]] secara bertahap menggantikan titanium dioksida sebagai bahan pilihan, karena kualitas pasivasi permukaannya yang sangat baik. Ini mencegah rekombinasi pembawa di permukaan sel. Lapisan setebal beberapa ratus nanometer diaplikasikan menggunakan metode PECVD. Beberapa sel surya memiliki permukaan depan bertekstur yang, seperti lapisan antipantul, meningkatkan jumlah cahaya yang mencapai wafer. Permukaan semacam itu pertama kali diterapkan pada silikon kristal tunggal, diikuti oleh silikon multikristalin kemudian.
Kontak logam area penuh dibuat di permukaan belakang, dan kontak logam seperti kisi yang terbuat dari "jari" halus dan "batang bus" yang lebih besar dicetak dengan layar ke permukaan depan menggunakan pasta [[perak]]. Ini adalah evolusi dari apa yang disebut proses "basah" untuk penerapan elektroda, pertama kali dijelaskan dalam paten AS yang diajukan pada tahun 1981 oleh [[Bayer|Bayer AG]].<ref>Fitzky, Hans G. and Ebneth, Harold (24 May 1983) {{US patent|4385102}}, "Large-area photovoltaic cell"</ref> Kontak belakang dibentuk dengan sablon pasta logam, biasanya aluminium. Biasanya kontak ini menutupi seluruh bagian belakang, meskipun beberapa desain menggunakan pola kisi. Pasta tersebut kemudian ditembakkan pada beberapa ratus derajat celcius untuk membentuk elektroda logam dalam [[Kontak Ohmik|kontak ohmik]] dengan silikon. Beberapa perusahaan menggunakan langkah pelapisan listrik tambahan untuk meningkatkan efisiensi. Setelah kontak logam dibuat, sel surya dihubungkan dengan kabel pipih atau pita logam, dan dirangkai menjadi [[Fotovoltaik|modul]] atau "panel surya". Panel surya memiliki selembar [[Kaca tempered|kaca temper]] di bagian depan, dan enkapsulasi [[polimer]] di bagian belakang.
== Lihat pula ==
[[Berkas:solar cell.png|jmpl|
* [[Gedung otonom]]
* [[Pengembangan energi masa depan]]▼
* [[Teknologi hijau]]▼
* [[Fotodiode|Fotodioda]]▼
* [[Fotovor]]e▼
* [[Energi terbaharui]]▼
* [[Tenaga surya]]▼
* [[Panel surya]]▼
* [[Garis waktu energi surya]]▼
▲*[[Pengembangan energi masa depan]]
▲*[[Teknologi hijau]]
▲*[[Fotodiode|Fotodioda]]
▲*[[Fotovor]]e
▲*[[Energi terbaharui]]
▲*[[Tenaga surya]]
▲*[[Panel surya]]
▲*[[Garis waktu energi surya]]
▲[[Berkas:Solar panel.png|jmpl|250x|ka|'''Sel surya''']]
== Referensi ==
[[Kategori:Komponen listrik]]▼
[[Kategori:Konversi energi]]▼
[[Kategori:Energi terbarukan]]▼
[[Kategori:Peralatan semikonduktor]]▼
<references />
Baris 133 ⟶ 186:
== Pranala luar ==
* [http://home.att.net/~africantech/solar/amorphous/amorphous1.htm Use of solar cells in] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20050828233349/http://home.att.net/~africantech/solar/amorphous/amorphous1.htm |date=2005-08-28 }} [[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] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20041012055205/http://dcwww.epfl.ch/lpi/solarcellE.html |date=2004-10-12 }} (DYSC) based on Nanocrystalline Oxide Semiconductor Films
* 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]
* [http://www.lbl.gov/msd/PIs/Walukiewicz/02/02_8_Full_Solar_Spectrum.html Wladek Walukiewicz, Materials Sciences Division, Berkeley Lab.: Full Solar Spectrum Photovoltaic Materials Identified.] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080702225614/http://www.lbl.gov/msd/PIs/Walukiewicz/02/02_8_Full_Solar_Spectrum.html |date=2008-07-02 }} Quote: "... Maximum, theoretically predicted efficiencies increase to 50%, 56%, and 72% for stacks of 2, 3, and 36 junctions with appropriately optimized energy gaps, respectively...."
* [http://news.cnet.com/investor/news/newsitem/0-9900-1028-21199489-0.html CNET: 5/12/03 SunPower Announces World's Most Efficient, Low-Cost Silicon Solar Cell] Quote: "...[http://www.nrel.gov/ The National Renewable Energy Laboratory (NREL)] has verified 20.4 percent conversion efficiency for the A-300...."
* [http://www.sunpowercorp.com/html/Products/Datasheets/A-300/A-300.pdf SunPower A-300 (pdf)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081011153240/http://www.sunpowercorp.com/html/Products/Datasheets/A-300/A-300.pdf |date=2008-10-11 }}, [http://www.sunpowercorp.com/ SunPower]
* [http://www.sciam.com/article.cfm?chanID=sa003&articleID=0004C094-02CC-1CD0-B4A8809EC588EEDF][[29 March]] [[2002]], Scientists Create New Solar Cell Quote: "...semiconducting plastic material known as P3HT... 1.7 percent for sunlight..."
* [http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99993380][[15 February]] [[03]], 'Denim' solar panels to clothe future buildings Quote: "... Unlike conventional solar cells, the new, cheap material has no rigid silicon base..."
* [http://www.californiasolarco.com/power-systems-photo-gallery.html Residential Solar Power Systems - Photo Gallery]
* [http://www.sma-america.com/installations.html Examples of Photovoltaic Systems] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20050830064051/http://www.sma-america.com/installations.html |date=2005-08-30 }}
* [http://science.howstuffworks.com/solar-cell.htm How Solar Cells Work]
* [http://www.azonano.com/news.asp?newsID=548 azonano.com: Carbon Nanotube Structures Could Provide More Efficient Solar Power for Soldiers] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070310221117/http://www.azonano.com/news.asp?newsID=548 |date=2007-03-10 }} [[28 February]] [[2005]]
* [http://www.newton.mec.edu/Brown/TE/HOT/TIMELINES/SOLAR/solar_timeline.html Solar energy timeline] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060619104836/http://www.newton.mec.edu/Brown/TE/HOT/TIMELINES/SOLAR/solar_timeline.html |date=2006-06-19 }}
=== Yield data ===
* http://www.tectosol.staticip.de/index_en.htm {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20051214212532/http://www.tectosol.staticip.de/index_en.htm |date=2005-12-14 }} electricity yield of a solar power system
* http://www.sunny-portal.de Yield Portal for solar power system users
=== Teori ===
* [http://www.nrel.gov/buildings/pv/factsheets.html National Renewable Energy Laboratory (NREL): Photovoltaics for Buildings: PV Technology for the Home Factsheets]
* [http://www.nrel.gov/research/pv/docs/pvpaper.html 1993, National Renewable Energy Laboratory (NREL): Photovoltaics: Unlimited Electrical Energy From the Sun] BrokenLink
* [http://www.cefetba.br/fisica/NFL/PBCN/solar/solardeu.html#ideal Electrical models of solar cells] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20050924061719/http://www.cefetba.br/fisica/NFL/PBCN/solar/solardeu.html#ideal |date=2005-09-24 }}
=== Swakriya ===
Baris 164 ⟶ 217:
;PEC (Photo Electro Chromic)
* [http://www.chemistry.ucsc.edu/teaching/Winter98/Chem1B/photo/Solar_Kit_Word_6.html How to Build Your Own Solar Cell] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070402033248/http://www.chemistry.ucsc.edu/teaching/Winter98/Chem1B/photo/Solar_Kit_Word_6.html |date=2007-04-02 }}
* [http://www.solideas.com/solrcell/cellkit.html DIY (Do It Yourself): Nanocrystalline Dye-Sensitized Solar Cell Kit] Quote: "... sunlight-to-electrical energy conversion efficiency is between 1 and 0.5 %..."
;Cuprous oxide solar cells
* [http://www.scitoys.com/scitoys/scitoys/echem/echem2.html#solarcell Make a solar cell in your kitchen], [http://www.scitoys.com/scitoys/scitoys/echem/echem3.html#sflatpanel A flat panel solar battery]
* [http://www.zetatalk.com/energy/tengy17f.htm From: How to Build a Solar Cell That Really Works by Walt Noon]
=== Indeks ===
* [[Open Directory Project]]: [http://www.dmoz.org/Business/Energy_and_Environment/Renewable/Solar/ Solar] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20050826051919/http://dmoz.org/Business/Energy_and_Environment/Renewable/Solar/ |date=2005-08-26 }}
=== Newsgroup ===
* [[googlegroups:alt.solar.photovoltaic|alt.solar.photovoltaic]]
=== Paten ===
* [http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=2402662.WKU.&OS=PN/2402662&RS=PN/2402662 US2402662] -- ''Light sensitive device''—R. S. Ohl▼
* [http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=1289369.WKU.&OS=PN/1289369&RS=PN/1289369 US1289369] -- ''Method of increasing the capacity of photosenitive electrical cells''▼
{{Authority control}}
{{Fotovoltaik}}
{{Sel galvani}}
▲[[Kategori:Konversi energi]]
▲[[Kategori:Energi terbarukan]]
[[en:Balance of system]]
▲*[http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=2402662.WKU.&OS=PN/2402662&RS=PN/2402662 US2402662] -- ''Light sensitive device''—R. S. Ohl
▲*[http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=1289369.WKU.&OS=PN/1289369&RS=PN/1289369 US1289369] -- ''Method of increasing the capacity of photosenitive electrical cells''
|