[OPINI] Penggunaan PLTS untuk Green House Kebun Bibit di Desa Manggihan Kabupaten Semarang

Dua teknologi untuk energi surya

Energi dari Matahari yang dapat dimanfaatkan terdapat dua macam, yaitu tenaga surya terkontaminasi (concentrated solar power/CSP) dan photovoltaic (PV).

Teknologi CSP didapatkan dengan menggunakan lensa atau cermin agar energi terpusat pada satu bagian. Bagian tersebut diubah merupakan energi panas yang kemudian diubah menjadi energi listrik.

Sedangkan teknologi PV--sesuai dengan namanya photo yang berarti cahaya dan voltaic adalah tegangan listrik--mengubah energi cahaya yang didapatkan dari sinar Matahari menjadi energi listrik. Energi tersebut merupakan energi terbarukan yang akan mampu memenuhi kebutuhan energi yang makin meningkat.

Teknologi PV memanfaatkan semikonduktor sebagai penghasil tegangan listrik. Sesuai dengan namanya, semikonduktor adalah bahan yang pada saat tertentu dapat bersifat tidak menghantarkan arus listrik dan saat tertentu dapat menghantarkan arus listrik. Salah satu bahan semikonduktor tersebut adalah silikon.

Semikonduktor mempunyai dua jenis, yaitu semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N. Salah satu dari dua jenis semikonduktor itu adalah silikon. Struktur atom silikon merupakan suatu atom yang terikat satu dengan lainnya. Elektron dalam struktur silikon tidak memiliki kebebasan untuk bergerak.

Elektron fosfor dengan lima elektron valensi yang disuntikkan ke dalam atom silikon sehingga menghasilkan satu elektron yang bebas bergerak. Ketika elektron mendapatkan energi yang cukup, mereka akan bergerak bebas. Namun, gerakan itu bersifat acak dan tidak menghasilkan arus listrik.

Untuk mendapatkan elektron searah dibutuhkan kekuatan pendorong. Cara mudah untuk mendapatkannya melalui PN junction--gabungan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N. Doping P pada semikonduktor menghasilkan jenis semikonduktor jenis P. Dengan menyuntikkan boron dengan tiga  elektron valensi ke dalam silikon, akan menghasilkan lubang (hole) di setiap atom.

Beberapa elektron pada sisi N akan bermigrasi ke sisi P dan mengisi lubang yang ada. Dengan adanya sambungan itu, terbentuklah daerah deplesi, yaitu daerah yang tidak ada elektron dan lubang bebas. Karena migrasi elektron batas sisi N menjadi bermuatan positif dan batas sisi P menjadi bermuatan negatif. Oleh karenanya, medan listrik akan terbentuk di antara muatan-muatan itu. Medan listrik tersebut yang menjadi kekuatan pendorong yang diperlukan.

Ketika cahaya mengenai PN junction, cahaya mengenai sisi N dari samping kemudian menembus ke daerah deplesi. Energi foton tersebut cukup untuk menghasilkan pasangan lubang elektron di daerah deplesi. Medan listrik di daerah deplesi mendorong elektron dan lubang keluar daerah deplesi. Konsentrasi elekton di daerah N dan lubang di sisi P menjadi tinggi sehingga perbedaan potensial akan berkembang. Dengan menghubungkan sisi-sisi, elektron akan bergabung ke dalam lubang di sisi P. Dengan cara itu, sel surya akan terus menerus menghasilkan arus searah.

Dalam sel surya bagian tipe N berada di bagian atas dan merupakan bagian yang sangat tipis. Hal tersebut bertujuan untuk meningkatkan kinerja sel. Dengan konfigurasi itu, daerah deplesi yang dihasilkan jauh lebih luas dibandingkan dengan PN junction biasa. Akibatnya pasangan elektron lubang yang dihasilkan juga jauh lebih banyak. Keuntungan lain adalah karena lapisan atas yang tipis, maka energi surya dapat menembus lebih dalam ke daerah deplesi.