Sel Surya: Material dan Konversinya Menjadi Energi Listrik

Sel surya atau yang kita kelan dengan solar cell adalah komponen listrik yang menggunakan energi matahari dirubah menjadi energi listrik. Sel surya bekerja dengan prinsip efek fotovoltaik. Efek ini pada bahan semikonduktor akan dikenai cahaya matahari sehingga elektron-elektron pada bahan semikondukter dapat bergerak menghasilkan arus. Sel surya sendiri menjadi komponen dasar dari penyusunan panel surya. Panel surya  terdiri dari banyak sel surya di dalamnya.

Sel surya umumnya dibuat dengan menggunakan bahan semikonduktor. Bahan-bahan ini digunakan karena dapat menyerap sinar matahari. Sel surya dapat diklasifikasi menjadi sel generasi pertama, kedua dan ketiga.

Generasi Pertama

Sel surya gerenasi pertama merupakan sel surya yang pertama kali di kembankan. Sel surya di generasi pertama kebanyakan menggunakan bahan dari silikon dalam pembuatanya. Oleh karena itu, sel surya generasi pertama cendrung mahal dan pengerjaanya yang sulit. Seperti yang kita ketahui, silicon sendiri merupakan bahan atau material yang sulit di dapatkan dan untuk menghasilkan silicon murni memerlukan pengerjaan yang rumit. Walaupun mahal, di dalam pasar dunia sel surya generasi pertama ini masih mendominasi. Sekitar 86% pasar dunia masih menggunakan generasi pertama sel surya. Hal ini dikarenakan efisiensi dari sel surya generasi pertama cukup tinggi.

Sel Surya generasi pertama memiliki efisien yang cukup tinggi. Bentuk sel surya generasi pertama cukup mudah diketahui. Dalam sel surya generasi pertama memiliki bentuk seperti wafer yang disusun berjejer. Selin itu, sel surya generasi pertama juga diolah lebih positif atau lebih negatif agar dapat membawa muatan elektron secara maksimal.  Sle surya generasi pertama yaitu siliko monokristralin dan silicon polikristalin. Monokristalin sendiri telah mencapai efisiensi sebersar 26% saat di uji di laboratorium, namun saat di produksi secara konvensional efisiensi yang diperoleh sebesar 16-24%. Berbeda dengan monokristalin, polikristalin memiliki efisisensi lebih rendah dibandingkan dengan monokristalin. Efisiensi polikristalin berkisar 13-17%.

Generasi Kedua

Sel generasi kedua cendrung memiliki efisiensi lebih rendah dibandingkan pada generasi pertama. Hal ini dikarenakan perbedaan bahan yang di gunakan. Selian itu, harga produksi untuk sel surya generasi kedua ini lebih murah dibandingkan generasi pertama. Namun, dari tingkat efisiensi, di generasi kedua lebih rendah diandingkan dengan generasi pertama. Namun seiring berkembangnya jaman, salah satu sel yang di produksi pada generasi kedua dan memiliki efisiensi tinggi adalah Galium Arsenide (GaAs). Efisiensi pada sel ini diperoleh sebesar 29% saat diuji ciba di laboratorium dan 18-25% saat sudah di produksi secara komensional. Sisanya, sel generasi kedua memiliki efisiensi sangat kecil. Misalnya Cadmium Telluride (CdTe) memiliki efisiensi sebesar 10-18% saat di produksi secara komensional dan 22% saat diuji coba di laboratorium. Sedangkan pada sel copper Indium Sellenide (CIGS) diperoleh efisiensi sebesar 13-16% saat produksi komensional dan saat diuji di laboratorium memperoleh efissiensi optimum sekitar 23%.

Generasi Ketiga.

Sel surya genrasi ketiga cendrung lebih efisien baik segi produksi maupun segi efisiensinya. Mislanya Dye-Sensitized Solar Cell (DDSC). Sel surya ini menggunakan pewarna (dye) untuk menyerap cahaya dan menghasilkan listrik. Proses kerja sel ini dimulai dari penyerapan cahaya oleh warna. Cahya yang diserap kemudian di lepaskan dan di traasfer ke semokonduktor TiO2. Selanjutnya aliran elektron yang dihasilkan kemudian menjadi arus listrik. DSSC cukup fleksibel digunakan dalam desain dan kemampuannya dalam menyerap cahaya di saat mendung atau pencahayaan rendah cukup meyakinkan. Selain itu biaya yang diperlukan juga rendah. Namun, karena DSSC ini masih dalam tahap pengujian, kemungkinan efisiensi yang dihasilkan akan lebih rendah dibandingkan sel surya generasi pertama.

Konversi Menjadi Energi Listrik

Pada proses konversi energi dapat dimulai dari penyerapan cahaya matahari. Cahaya matahir yang berupa foton akan menebak sel surya. Kemudian di dalam sel surya cahaya matahari atau foton akan menabrak atom-atom di dalam sel surya berupa material semikonduktor. Atom-atom ini kemudian memiliki energi untuk melepas elektronnya. Eelektron yang terlepas kemudian akan bergerak atau mengalir menghasilkan arus listrik. Arus listrik yang dihasilkan ini kemudian digunakan atau disimpan sementara dalam sebuah batrai untuk nantinya digunakan.

Pemnafaatan sel surya cukup banyak seperti, pada lampu jalan, kendaraan baik motor maupun mobil. Sel surya sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia kedapanya. Diharapkan kemajuan ini akan membawa sel surya untuk terus berkembang sehingga menghasilkan produk yang dapat digunakan masyarakat