Bagian dari Panel Surya Yang Menyerap Cahaya

Panel surya fotovoltaik terdiri dari lusinan sel individu yang dihubungkan bersama untuk menghasilkan output yang sama dengan total semua sel di panel. Bahan aktif di setiap sel adalah silikon, elemen yang sama dari mana elektronik solid-state dibuat. Silikon memiliki sifat fotolistrik, menghasilkan arus ketika Anda menyinarinya.

Kelompok khusus unsur yang disebut metaloid menempati daerah antara logam dan non-logam dalam tabel periodik; metaloid memiliki beberapa sifat logam dan beberapa non-logam. Misalnya, metaloid bisa rapuh seperti non-logam tetapi menghantarkan listrik seperti logam. Dua contoh utama unsur metaloid adalah silikon dan germanium. Dari keduanya, silikon lebih banyak digunakan dalam elektronik karena germanium memiliki masalah di lingkungan yang lebih hangat daripada suhu kamar.

Sebuah proses yang disebut doping mencampur sejumlah kecil kotoran ke dalam silikon, mengubah sifat elektroniknya. Misalnya, ketika silikon didoping dengan boron, ia memiliki kelebihan muatan listrik positif. Didoping dengan arsenik, muatan silikon menjadi negatif. Sebuah sel surya adalah sandwich dari dua lapisan silikon, satu positif dan negatif lainnya. Kedua sisi bertindak sebagai terminal positif dan negatif dari baterai.

Saat cahaya jatuh pada permukaan sel surya, energi menggerakkan elektron di dalam silikon. Dihubungkan ke sirkuit, sel surya menjadi sumber arus listrik. Meskipun arus yang disediakan oleh satu sel kecil -- dalam urutan beberapa miliampere -- arus dari banyak sel dalam panel surya yang disatukan menghasilkan beberapa ampere arus.

Dalam kegelapan total, sel surya tidak menghasilkan arus. Saat jumlah cahaya meningkat, begitu juga output sel. Namun, arus maksimum sel terbatas; setiap cahaya tambahan di luar kecerahan maksimum tidak menghasilkan peningkatan output listrik. Selain kecerahan, panjang gelombang cahaya datang juga penting. Sel surya silikon yang khas merespons sebagian besar bagian yang terlihat dan inframerah dari spektrum cahaya matahari, tetapi beberapa panjang gelombang di daerah kuning dan merah diserap dengan buruk. Beberapa inframerah dan semua panjang gelombang yang lebih panjang melewati sel surya dan tidak menghasilkan listrik.