Solar Sel

Solar Sel
Anda mungkin pernah melihat kalkulator dengan sel surya - perangkat yang tidak perlu baterai dan dalam beberapa kasus, bahkan tidak memiliki tombol off. Selama ada cahaya yang cukup, mereka tampaknya bekerja selamanya. Anda juga mungkin telah melihat panel surya yang lebih besar, mungkin pada rambu-rambu jalan darurat, kotak panggilan, pelampung dan bahkan di tempat parkir untuk menyalakan lampu.


Meskipun panel ini lebih besar tidak yang biasa seperti kalkulator bertenaga surya, mereka di luar sana dan tidak sulit untuk tempat jika Anda tahu di mana mencarinya. Bahkan, photovoltaics - yang pernah digunakan hampir secara eksklusif dalam ruang, memperkuat sistem kelistrikan satelit 'sejauh 1958 - yang digunakan lebih banyak dengan cara yang kurang eksotis. Teknologi yang terus pop up di perangkat baru setiap saat, dari kacamata hitam untuk kendaraan listrik stasiun pengisian.

Harapan untuk sebuah "Revolusi Matahari" telah terlontar sekitar satu dekade yang lalu - gagasan bahwa suatu hari kita semua akan menggunakan listrik gratis dari matahari. Ini adalah janji yang menggiurkan, karena pada hari yang cerah, sinar matahari mengeluarkan sekitar 1.000 watt energi per meter persegi. Jika kita dapat mengumpulkan semua energi itu, kita dapat dengan mudah memberi energi listrik pada rumah dan kantor kita secara gratis.

Pada artikel ini, kita akan meneliti sel surya untuk mempelajari bagaimana mereka mengkonversi energi matahari langsung menjadi listrik. Dalam proses tersebut, Anda akan mempelajari mengapa kita semakin dekat dengan menggunakan energi matahari setiap hari, dan mengapa kita masih harus menelitian lebih lanjut sehingga prosesnya bisa dilakukan dengan biaya seefektif mungkin.

Solar sel yang Anda lihat di kalkulator dan satelit juga disebut photovoltaic (PV) sel, yang seperti namanya (foto berarti "ringan" dan volta yang berarti "listrik"), mengubah sinar matahari langsung menjadi listrik. modul adalah sekelompok sel yang terhubung dengan listrik dan dikemas ke dalam bingkai (lebih dikenal sebagai panel surya), yang kemudian dapat dikelompokkan ke dalam array surya lebih besar, seperti operasi satu di Nellis Air Force Base di Nevada.
Going Solar, Going Green
Menambahkan panel surya ke rumah yang ada dapat mahal - tetapi ada banyak cara lain untuk membuat rumah Anda lebih hijau.
sel 'Photovoltaic' terbuat dari bahan khusus yang disebut semikonduktor seperti silikon, yang saat ini paling sering digunakan. Pada dasarnya, ketika cahaya menimpa sel, sebagian tertentu diserap dalam materi semikonduktor. Ini berarti bahwa energi cahaya diserap ditransfer ke semikonduktor. Energi yang mengetuk longgar elektron, yang memungkinkan mereka untuk mengalir secara bebas.

sel PV juga semua memiliki satu atau lebih bidang listrik yang bertindak untuk memaksa elektron dibebaskan oleh penyerapan cahaya mengalir dalam arah tertentu. Aliran elektron ini adalah saat ini, dan dengan menempatkan kontak logam pada bagian atas dan bawah dari sel PV, kita dapat menarik itu dari saat ini untuk penggunaan eksternal,katakanlah, untuk daya kalkulator. Arus ini, bersama-sama dengan tegangan sel (yang merupakan hasil dari pembuatan medan listrik ), mendefinisikan kekuatan (atau watt) bahwa sel surya dapat menghasilkan.

Itulah proses dasar, namun ada benar-benar jauh lebih dari itu. Pada halaman berikutnya, mari kita lihat lebih dalam satu contoh dari sel PV: sel silikon kristal tunggal.
silahkan kunjungi website ini untuk lebih lanjutnya.

Bagaimana Membuat Silikon Sel Surya
Silikon memiliki beberapa sifat kimia khusus, terutama dalam bentuk kristal nya. Sebuah atom silicon memiliki 14 elektron, diatur dalam tiga kulit yang berbeda. Dua pertama kerang - yang memegang dua dan delapan elektron masing - benar-benar penuh. Kulit luar, bagaimanapun, adalah hanya setengah penuh hanya dengan empat elektron. Sebuah atom silikon akan selalu mencari cara untuk mengisi shell terakhir, dan untuk melakukan ini, akan berbagi elektron dengan empat atom di dekatnya. Ini seperti setiap atom memegang tangan dengan tetangga-tetangganya, kecuali bahwa dalam kasus ini, setiap atom mempunyai empat tangan bergabung ke empat tetangga. Itulah yang membentuk struktur kristal, dan struktur yang ternyata penting untuk tipe sel PV.
Satu-satunya masalah adalah bahwa silikon kristal murni adalah konduktor listrik yang buruk karena tidak ada elektron bebas untuk bergerak, tidak seperti elektron dalam konduktor lebih optimal seperti tembaga. Untuk mengatasi masalah ini, silikon dalam sel surya memiliki kotoran ( Impurities )- atom lainnya sengaja dicampur dengan atom silikon - yang mengubah cara sesuatu bekerja sedikit. Kita biasanya berpikir dari kotoran sebagai sesuatu yang tidak diinginkan, namun dalam kasus ini, sel kita tidak akan berhasil tanpa mereka. Pertimbangkan silikon dengan sebuah atom fosfor di sana-sini, mungkin satu untuk setiap satu juta atom silikon. Phosphor memiliki lima elektron di kulit terluarnya, bukan empat. Masih obligasi dengan atom silikon tetangganya, tapi dalam arti tertentu, yang memiliki satu elektron fosfor yang tidak memiliki siapapun untuk mengikatnya. Ini bukan merupakan bagian dari ikatan, tapi ada positif proton dalam inti fosfor mengikatnya di tetap ditempat.
Ketika energi ini ditambahkan ke silikon murni, dalam bentuk panas misalnya, dapat menyebabkan beberapa elektron untuk melepaskan diri dari ikatan mereka dan meninggalkan atom mereka. Sebuah lubang yang tertinggal dalam setiap kasus. Ini elektron, disebut pembawa bebas, kemudian berkeliaran secara acak di sekitar kisi kristal mencari lubang lain untuk jatuh ke dalam dan membawa arus listrik. Namun, ada begitu sedikit dari mereka dalam silikon murni, bahwa mereka tidak sangat berguna.

Tapi silikon tidak murni kita dengan atom yang di campur fosfor adalah cerita yang berbeda. Dibutuhkan energi yang jauh lebih sedikit untuk mengetuk salah satu lepas dari "ekstra elektron fosfor" karena mereka tidak diikat dalam suatu ikatan dengan atom tetangga. Akibatnya, sebagian besar elektron bebas melakukan istirahat, dan memiliki lebih banyak pembawa yang bebas dari biasanya dalam silikon murni. Proses penambahan pengotor sengaja disebut doping, dan ketika didoping dengan fosfor, silikon yang dihasilkan disebut N-jenis ("n" untuk negatif) karena prevalensi elektron bebas. N-doped silikon tipe adalah sebuah konduktor yang jauh lebih baik daripada silikon murni.
Bagian lain dari sel surya yang khas adalah doping dengan unsur boron, yang hanya memiliki tiga elektron di kulit terluarnya, bukan empat, untuk menjadi silikon tipe P. Daripada memiliki elektron bebas, P-jenis ("p" untuk positif) memiliki bukaan bebas dan membawa berlawanan (positif).

Anatomi Solar Cell
Sebelumnya, kedua bagian yang terpisah dari silikon yang bermuatan netral; yang menarik dimulai ketika Anda meletakkan mereka bersama-sama. Itu karena tanpa medan listrik, sel tidak akan bekerja; bentuk lapangan ketika N-jenis dan silikon jenis P-datang ke dalam kontak. Tiba-tiba, elektron bebas di sisi N melihat semua bukaan pada sisi P, dan ada gila terburu-buru untuk mengisi mereka. Apakah semua elektron bebas mengisi semua lubang bebas? No Jika mereka lakukan, maka tidak seluruh pengaturan akan sangat berguna. Namun, tepat di persimpangan, mereka melakukan campuran dan sesuatu bentuk penghalang, sehingga sulit dan lebih keras untuk elektron pada sisi N menyeberang ke sisi P. Akhirnya, ekuilibrium tercapai, dan kami memiliki medan listrik yang memisahkan kedua belah pihak.

Medan listrik ini bertindak sebagai sebuah dioda, membiarkan (bahkan mendorong) elektron untuk mengalir dari sisi P ke sisi N, namun tidak sebaliknya. Ini seperti bukit - elektron dapat dengan mudah pergi menuruni bukit (ke sisi N), namun tidak dapat mendaki itu (ke sisi P).
Sumber : http://science.howstuffworks.com/solar-cell.htm