Salah satu proses terpenting di dunia Energia Surya adalah efek fotovoltaik. Ini adalah efek fotolistrik di mana arus listrik dihasilkan yang bergerak dari satu bagian ke bagian lain yang terbuat dari bahan yang berbeda. Bahan-bahan ini terkena sinar matahari atau radiasi elektromagnetik. Efek ini sangat penting dalam pembangkitan energi listrik dari sel fotovoltaik dari panel surya.
Jika Anda ingin tahu cara kerja panel surya dan apa efek fotovoltaiknya, ini adalah posting Anda 🙂
Apa efek fotovoltaik?
Saat kita menggunakan panel surya untuk mendapatkan energi listrik, yang kita manfaatkan adalah energi yang dimiliki partikel radiasi matahari untuk mengubahnya menjadi energi listrik yang berguna untuk rumah kita. Sel fotovoltaik adalah perangkat semikonduktor yang sebagian besar terdiri dari silikon. Sel fotovoltaik ini memiliki beberapa pengotor dari unsur kimia lainnya. Namun, silikon itu berusaha sekuat mungkin.
Sel fotovoltaik mampu menghasilkan listrik dari arus searah menggunakan energi dari radiasi matahari. Masalah dengan jenis aliran ini adalah tidak digunakan untuk rumah. Untuk menggunakannya, energi kontinu harus diubah menjadi energi bolak-balik. Ini membutuhkan inverter daya.
Apa yang dilakukan efek fotovoltaik adalah menghasilkan energi listrik dari radiasi matahari. Radiasi ini datang dalam bentuk panas dan berkat efek ini ia diubah menjadi listrik. Agar ini terjadi, sel fotovoltaik harus ditempatkan secara seri di sepanjang panel surya. Ini dilakukan agar Anda bisa dapatkan tegangan yang memadai yang memungkinkan untuk menghasilkan listrik.
Jelas tidak semua radiasi matahari yang berasal dari atmosfer diubah menjadi energi listrik. Sebagian hilang karena refleksi dan sebagian lagi hilang karena transmisi. Artinya, satu bagian dikembalikan ke atmosfer dan bagian lainnya dilewatkan oleh sel. Besarnya radiasi yang mampu bersentuhan dengan sel fotovoltaik inilah yang membuat elektron melompat dari satu lapisan ke lapisan lainnya. Saat itulah arus listrik dibuat yang kekuatannya sebanding dengan jumlah radiasi yang akhirnya mengenai sel.
Karakteristik efek fotovoltaik
Inilah misteri yang disimpan panel surya. Tentunya Anda pernah berhenti memikirkan bagaimana mereka bisa menghasilkan arus listrik dari matahari. Nah, ini tentang partisipasi banyak bahan yang terdiri dari elemen konduktif. Salah satunya adalah silikon. Ini adalah elemen yang menunjukkan perilaku berbeda sebagai reaksi terhadap aksi listrik.
Reaksi yang dimiliki bahan semikonduktor ini sepenuhnya bergantung pada apakah sumber energi mampu menariknya atau tidak. Artinya, elektron beralih ke keadaan lain yang lebih energik. Dalam hal ini, kita memiliki sumber yang mampu menarik elektron-elektron ini, yaitu radiasi matahari.
Momen a foton bertabrakan dengan elektron dari orbit terakhir atom silikon, efek fotovoltaik dimulai. Tabrakan ini menyebabkan elektron menerima energi dari foton dan menjadi tereksitasi. Jika energi yang diperoleh elektron dari foton lebih tinggi daripada gaya tarik inti atom silikon, kita akan menghadapi keluarnya elektron dari orbit.
Semua ini membuat atom bebas dan mereka dapat melakukan perjalanan melalui semua bahan semikonduktor. Ketika ini terjadi, silikon yang berfungsi sebagai konduksi mengalihkan semua energi yang dapat berguna. Elektron yang telah dilepaskan dari muatan menuju ke atom lain yang memiliki ruang bebas. Pergerakan elektron inilah yang disebut arus muatan.
Bagaimana itu diproduksi
Arus muatan dicapai dengan menggunakan bahan konduktif dan membuatnya terjadi secara konstan sehingga dapat terjadi medan listrik yang memiliki polaritas konstan. Jenis medan listrik inilah yang mulai mendorong elektron ke segala arah untuk mengedarkan arus listrik.
Jika energi elektron yang diumpankan oleh foton melebihi tarikan inti atom silikon, maka foton akan bebas. Agar ini terjadi, gaya yang ditimbulkan oleh dampak foton pada elektron paling sedikit 1,2 eV.
Setiap jenis bahan semikonduktor memiliki energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari atomnya. Ada foton yang memiliki panjang gelombang lebih pendek dan berasal dari radiasi ultraviolet. Seperti yang kita ketahui, foton-foton ini memiliki energi yang terkandung dalam jumlah besar. Di sisi lain, kita menemukan gelombang yang panjang gelombangnya lebih panjang, sehingga energinya lebih sedikit. Foton-foton ini berada di bagian inframerah dari spektrum elektromagnetik.
Energi minimum yang dibutuhkan oleh setiap bahan semikonduktor untuk melepaskan elektron bergantung pada pita frekuensi. Pita ini mengaitkan mereka dari yang datang dalam radiasi ultraviolet ke warna yang terlihat. Di bawahnya, mereka tidak dapat melepaskan elektron, sehingga tidak akan ada arus listrik.
Masalah foton
Memeriksa bahan untuk memisahkan elektron agak lebih rumit. Tidak semua foton melakukannya secara langsung. Ini karena untuk melewati materi mereka harus kehilangan energi. Jika mereka yang berada di wilayah panjang gelombang terpanjang dari spektrum elektromagnetik sudah memiliki sedikit energi, mereka akhirnya kehilangan energi itu selama kontak dengan material. Ketika energi hilang, beberapa foton bertabrakan sedikit dengan elektron dan tidak dapat membelokkannya. Kehilangan ini tidak bisa dihindari dan membuat tidak mungkin untuk menggunakan 100% penggunaan tenaga surya.
Kehilangan energi lainnya terjadi ketika foton melewati semua material dan mereka tidak bertabrakan dengan elektron apapun untuk menggantikannya. Ini juga masalah yang tidak bisa dihindari.
Saya harap artikel ini menjelaskan efek fotovoltaik.