Photovoltaic merupakan sebuah proses untuk mengubah energi cahaya menjadi energi lsitrik. Proses ini juga bisa dikatakan kebalikan dari penciptaan laser. Menurut bahasa, kata Photovoltaic berasal dari bahasa Yunani "photos" yang berarti cahaya dan "volta" yang merupakan nama ahli fisika dari Italia yang menemukan tegangan listrik. Secara sederhana dapat diartikan sebagai listrik dari cahaya.
Efek photovoltaic pertama kali berhasil diidentifikasi oleh seorang ahli Fisika yang berkebangsaan Prancis yaitu Alexandre Edmond Becquerel pada tahun 1839. Baru pada tahun 1876, William Grylls Adams bersama muridnya yakni Richard Evans Day menemukan bahwa material pada selenium dapat menghasilkan listrik ketika terkena paparan sinar.
Dari percobaan tersebut, meskipun bisa dibilang gagal dikarenakan selenium masih belum mampu untuk mengkonversi listrik dalam jumlah yang diinginkan, namun hal itu mampu membuktikan bahwa listrik bisa dihasilkan dari material padat tanpa harus adanya pemanasan ataupun bagian yang bergerak.
(a) Alexandre Edmond Becquerel (b) William Grylls Adams
Tahun 1883, Charles Fritz mencoba melakukan penelitian dengan melapisi semikonduktor selenium dengan lapisan emas yang sangat tipis. Photovoltaic yang dibuatnya menghasilkan efisiensi kurang dari 1%. Perkembangan berikutnya yang berhubungan dengan ini adalah penemuan dari Albert Einstein tentang efek fotolistrik pada tahun 1904. Tahun 1927, photovoltaic dengan tipe yang baru dirancang menggunakan tembaga dan semikonduktor copper oxide. Namun kombinasi ini juga hanya bisa menghasilkan efisiensi kurang dari 1%.
Pada Tahun 1941, seorang peneliti bernama Russel Ohl berhasil mengembangkan teknologi sel surya dan dikenal sebagai orang pertama yang membuat paten peranti solar cell modern. Bahan yang digunakan adalah silikon dan mampu menghasilkan efisiensi berkisar 4%.
Barulah kemudian di tahun 1954, Bell Laboratories berhasil mengembangkannya hingga mencapai efisiensi 6% dan akhirnya 11%. Jika sebuah piranti semikonduktor seluas satu meter persegi memiliki efisiensi 10% terkena pancaran radiasi sinar matahari pada tengah hari yang mampu mencapai 1000 Watt permeter persegi, maka modul sel surya ini mampu memberikan tenaga listrik sebesar 100 Watt.
Sampai saat ini modul sel surya komersial memiliki efisiensi berkisar antara 5% hingga 15% tergantung material penyusunnya. Tipe silikon kristal merupakan jenis piranti sel surya yang memiliki efisiensi tinggi meskipun biaya pembuatannya relatif lebih mahal dibandingkan jenis sel surya lainnya. Tipe modul sel surya inilah yang banyak beredar di pasaran. sebenarnya ada produk sel surya yang efisiensinya bisa mencapai 40%, namun belum dijual secara masal. Prestasi ini dicapai ileh DoE yang sudah mengembangkannya sejak awal tahun 1980. DoE memulai penelitian yang dikenal dengan "multi-junction gallium arsenide-based solar cell devices", solar sel multilayer yang dapat mengkonversi 16% energi menjadi listrik.
Pada tahun 1994, Laboratorium Energi Terbarukan (National Renewable Energy Laboratory) milik DoE berhasil memecahkan rekor efisiensi 30% yang sangat menarik minat bagi dunia industri angkasa luar untuk memanfaatkannya. Hampir semua satelit saat ini memanfaatkan teknologi multi-junction cells. Pencapaian efisiensi hingga 40% tersebut dilakukan dengan mengkonsentrasikan cahaya matahari. Teknologi ini menggunakna konsentrator optik yang mampu meningkatkan intensitas cahaya matahari, sehingga konversi listriknya terjadi peningkatan.
Sedangkan pada umumnya teknologi sel surya hhanya mengandalkan cahaya matahari alami atau dikenal dengan "one sun insolation" yang hanya mampu menghasilkan 12% hingga 18%. Boeing-Spectrolab memakai struktur yang bernama multi-junction solar cell. Struktur ini mampu menangkap spectrum sinar matahari lebih banyak dan mengubahnya menjadi energi listrik. Sel individunya dibuat dalam beberapa lapis dan setip lapisan mampu menangkap cahaya yang melewati sel.
Sumber Gambar :
https://en.wikipedia.org/wiki/Edmond_Becquerel
https://en.wikipedia.org/wiki/William_Grylls_Adams
No comments:
Post a Comment