Dye Sensitized Solar Cell – Solar Sel Generasi Ketiga, bayangkan bahwa kipas berputar hanya karena cahaya lampu yangditerima oleh sel surya jenis DSSC Sel Surya sampai saat ini sudah mencapai generasi ke tiga, apa perbedaan di setiap generasinya? Sel surya ditemukan pada abad ke 19.
- Pada saat ini aplikasi sel surya sangatlah luas, dari penggunaan senter yang tidak perlu baterai hingga sebagai sumber listrik untuk pesawat ulang alik di luar angkasa.
- Hal ini akan terus berkembang hingga dapat menggantikan peranan energi fosil dalam memproduksi listrik.
- Parameter-parameter penting sejak pertama kali sel surya ditemukan adalah efisiensi, harga, kehandalan, dan daya tahan terhadap pengaruh lingkungan.
Parameter tersebut pula yang menentukan daya saing penggunaan sel surya sebagai sumber energi dengan bahan bakar fosil. Berikut video yang menjelaskan potensi sel surya https://www.youtube.com/watch?v=pMrK5XbKswk Seperti yang telah dijelaskan pada artikel sebelumnya, letak Indonesia yang dilalui oleh garis katulistiwa menyebabkan Indonesia memiliki potensi pemanfaatan sinar matahari yang sangat luar biasa besar ( link ).
- Bumi menerima energi yang luar biasa besar dari sinar matahari.
- Matahari, sebagai bintang, adalah reaktor tempat terjadinya reaksi fusi yang telah beroperasi sejak 4 juta tahun yang lalu.
- Satu menit energi yang dihasilkan dari reaksi fusi didalam matahari mampu memenuhi kebutuhan listrik seluruh umat manusia di bumi selama setahun!! Pada suatu hari, entah kapan, akan tiba masanya ketika umat manusia mampu mengolah energi sinar matahari secara maksimal sehingga daya listrik yang dihasilkan pada saat tersebut melebih daya listrik yang dikonsumsi oleh umat manusia selama 27 tahun.
Faktanya adalah jumlah radiasi matahari yang sampai ke bumi selama 3 hari setara dengan energi yang disimpan oleh seluruh persediaan energi fosil. Dikarenakan potensi yang sangat besar tersebut, pada abad ke 18 ditemukan teknologi yang bernama solar thermal collector atau alat pengumpul cahaya matahari oleh saintis Swiss yang bernama Horace de Saussure.
- Memproduksi energi listrik secara langsung dari energi matahari adalah penemuan selanjutnya.
- Teknologi ini ditemukan oleh Alexander Edmond Becquerel, teknologi yang merupakan cikal bakal dari teknologi sel surya.
- Sel surya berdasarkan perkembangannya dibagi menjadi 3 generasi.
- Sel surya generasi pertama adalah sel surya yang mahal untuk diproduksi dan memiliki efisiensi yang tinggi, meliputi Sel Surya Single Crystal, sel surya multi kristal.
Dikarenakan generasi pertama, teknologi sel surya generasi ini adalah yang tertua dan saat ini paling banyak digunakan karena memiliki efisiensi yang tinggi. Sel surya generasi pertama dibuat pada wafer. Setiap wafernya dapat memberikan 2-3 watt. Untuk meningkatkan daya listriknya maka dibuat solar modul, yang merupakan kumpulan dari wafer yang disusun menjadi satu.
- Sel surya generasi kedua adalah sel surya yang memiliki efisiensi lebih rendah tetapi lebih ekonomis, biaya yang dikeluarkan pesatuan watt yang dihasilkan lebih rendah dibandingkan sel surya generasi pertama.
- Selain itu lebih estetis.
- Lebih estetis karena tidak ada penyekat (finger) seperti sel surya generasi pertama, sehingga cocok digunakan pada kaca jendela, mobil, dan bangunan.
Sel surya yang menekankan teknologi lapisan tipis ( thin film), seperti a-Si thin film solar cell, CdTe solar sel dan lain-lain. Lapisan tipis ini juga dapat ditumbuhkan pada substrat yang fleksibel hingga mencapai luas permukaan 6 m persegi. Sel surya generasi ketiga adalah sel surya yang sangat efisien baik dari segi energi yang dihasilkan dan biaya fabrikasinya, meliputi sel surya berbasiskan nanokristal, berbasiskan polimer, dan sel surya pewarna tersensitisasi ( dye-sensitized solar cell ).
Generasi ketiga ini adalah sel surya yang sangat prospektif dan menjanjikan kedepannya, tetapi masih belum luas produksi secara massalnya. Pada beberapa Negara maju seperti swiss, DSSC telah diproduksi oleh perusahaan G24 ( link ). Sel surya generasi ketiga yang saat ini sangat banyak diteliti, karena brusaha menghasilkan sel surya yang ekonomis tetapi efisiensinya juga tinggi.Mekanisme kerja dari DSSC dapat dibaca pada artikel sebelumnya ( link ).
Perbandingan efisiensi dari ketiga generasi tersebut ditunjukkan oleh gambar berikut: Perbandingan Efisiensi Sel Surya dari Tiga Generasi Perbandingan harga dan efisiensi setiap generasi ditunjukkan oleh gambar berikut: Perbandingan harga dan efisiensi setiap generasi Keunggulan (+) dan Kelemahan (-) dari setiap generasi sel surya dirangkum sebagai berikut:
Generasi pertama :
+ Efisiensi tinggi (>10%) + Sudah luas dikomersialisasi – Mahal – Proses fabrikasi silicon sangat susah dan kompleks
Generasi Kedua
+ Memiliki koefisien absorbs matahari yang tinggi + Dapat diproses dalam keadaan non vacuum + Lebih murah dibandingkan generasi pertama – Proses fabrikasinya menghasilkan limbah yang mencemari lingkungan – Efisiensi lebih rendah dibandingkan geenrasi pertama
Generasi ketiga
+ Bahan baku mudah ditemukan + Proses fabrikasi yang termudah + Biayanya yang termurah – Menggunakan elektrolit cair sehingga dapat menguap – Belum dikomersialisasi secara massal Berikut video teknologi masa depan dari sel surya Baca juga artikel berjudul Nanomaterials for Energy Storage Sumber : Mohammad Tawheed Kibria, Akil Ahammed, Saad Mahmud Sony, Faisal Hossain, Shams-Ul-Islam.2014.
Apa fungsi material semikonduktor dalam panel surya?
Material semi konduktor merupakan bagian inti dari panel surya dikarenakan berfungsi untuk menyerap panas cahaya matahari. Bagian semikonduktor memiliki ketebalan beberapa ratus mickrometer tergantung dengan jenis panel surya yang digunakan.
Bagaimana prinsip kerja panel surya sebagai energi alternatif?
Apa dan Bagaimana Sistem Kerja Panel Surya? – Penggunaan listrik mulai mengalami peningkatan dalam beberapa tahun terakhir. Berbagai langkah penemuan energi baru terbarukan mulai di lakukan di Indonesia. Salah satu yang banyak dilirik adalah pemanfaatan energi surya untuk pembangkit listrik tenaga surya.
- Banyak kota-kota besar di Indonesia sudah memanfaatkan panel surya untuk berbagai keperluas seperti mesin irigasi atau produksi listrik lampu jalanan.
- Panel surya adalah kumpulan sel surya yang ditata sedemikian rupa agar efektif dalam menyerap sinar matahari.
- Sedangkan yang bertugas menyerap sinar matahari adalah sel surya.
Sel surya sendiri terdiri dari berbagai komponen photovoltaic atau komponen yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik. Umumnya sel surya terdiri dari lapisan silikon yang bersifat semikonduktor, metal, anti reflektif, dan strip konduktor metal. Banyaknya sel surya yang disusun untuk menjadi panel surya akan berbanding lurus dengan energi yang dihasilkan.
- Dalam artian semakin banyak sel surya yang digunakan, maka semakin banyak pula energi matahari yang dikonversi menjadi energi listrik.
- Ada beberapa jenis sel surya yang telah dimanfaatkan dan dapat ditemui di pasaran, diantaranya adalah Monocrystalline Silicon PV Module, Polycrystalline Silicon PV Module, Amorphous Silicon PV Module, dan Hybrid Silicon PV Module.
Prinsip kerja sel surya dimulai dari partikel yang disebut “Foton” yang merupakan partikel sinar matahari yang sangat kecil. Ketika foton tersebut menghantam atom semikonduktor sel surya sehingga dapat menimbulkan energi yang besar untuk memisahkan elektron dari struktur atomnya.
Elektron yang terpisah dan bermuatan negatif akan bebas bergerak pada daerah pita konduksi dari material semi konduktor, sehingga atom yang kehilangan elektron kekosongan pad strukturnya dan disebut “hole” dengan muatan positif. Daerah semi konduktor dengan elektron bebas bersifat negatif dan bertindak sebagai donor elektron yang disebut dengan semi konduktor tipe N.
Sedangkan daerah semi konduktor “hole” sebagai penerima elektron dinamakan semi konduktor tipe Pdi. Persimpangan daerah positif dan negatif akan menimbulkan energi yang mendorong elektron dan hole begerak ke arah berlawanan. elektron bergerak menjauhi darah negatif, dan hole menjauhi daerah positif.
Mengapa silikon lebih dipilih untuk sel surya dibandingkan dengan Jerman?
Silikon (Si) lebih dipilih untuk sel surya dibandingkan dengan Germanium (Ge) karena berkaitan dengan sifatnya, silikon dapat membentuk jaringan tiga dimensi dengan ikatan kovalen yang kuat, sehingga dapat menyerap panas dengan stabil ikatannya.
