Panel surya, juga dikenal sebagai modul fotovoltaik, mengumpulkan energi matahari melalui sel-sel fotovoltaik yang terdiri dari bahan semikonduktor, biasanya silikon. Berikut adalah langkah-langkah umum tentang cara kerja panel surya dalam mengumpulkan energi matahari:
1. Penyerapan Cahaya Matahari: Ketika sinar matahari jatuh pada panel surya, foton-foton cahaya tersebut terserap oleh bahan semikonduktor di dalam sel fotovoltaik. Bahan semikonduktor ini memiliki struktur khusus yang memungkinkan penyerapan cahaya matahari.
2. Eksitasi Elektron: Ketika foton cahaya matahari diserap oleh bahan semikonduktor, elektron dalam bahan tersebut mendapatkan energi yang cukup untuk mengalami eksitasi. Elektron ini terlepas dari ikatan atom dan menjadi elektron bebas.
3. Pembentukan Pasangan Elektron-Hole: Ketika elektron terlepas, akan ada kekosongan tempat elektron sebelumnya, yang dikenal sebagai “hole” (celah). Hole ini memiliki muatan positif yang setara dengan muatan negatif elektron yang terlepas.
4. Medan Listrik: Dalam sel fotovoltaik, ada lapisan semikonduktor dengan tipe doping yang berbeda. Biasanya, satu lapisan didoping sebagai tipe P (positif) dengan kelebihan hole, sedangkan lapisan lain didoping sebagai tipe N (negatif) dengan kelebihan elektron bebas. Perbedaan doping ini menciptakan medan listrik di antara kedua lapisan.
5. Arus Listrik: Medan listrik yang terbentuk memaksa elektron dan hole untuk bergerak dalam arah yang berlawanan. Elektron bergerak menuju lapisan tipe N, sedangkan hole bergerak menuju lapisan tipe P. Gerakan ini menghasilkan arus listrik saat elektron dan hole melewati sirkuit eksternal yang terhubung ke panel surya.
6. Pengumpulan Energi: Arus listrik yang dihasilkan oleh sel fotovoltaik dikumpulkan melalui kontak logam pada panel surya. Kontak ini mengalirkan arus ke sistem yang menggunakan energi listrik atau ke baterai untuk penyimpanan energi.
7. Konversi Energi: Arus listrik yang dikumpulkan dari panel surya biasanya berupa arus searah (DC). Untuk digunakan dalam aplikasi rumah tangga atau industri, arus searah ini kemudian diubah menjadi arus bolak-balik (AC) melalui inverter untuk kompatibilitas dengan jaringan listrik yang ada.
Dengan cara kerja ini, panel surya dapat mengumpulkan energi matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk menjalankan perangkat elektronik atau disimpan dalam baterai. Keuntungan utama teknologi panel surya adalah bahwa energi matahari yang dikumpulkan bersifat terbarukan dan ramah lingkungan.
Post terkait
Bagaimana efek fotolistrik dapat digunakan dalam teknologi fotovoltaik?