Ketika sumber energi global menjadi semakin tegang, energi matahari disebut pengembangan energi baru, dan kita menggunakan lebih banyak sel surya dalam kehidupan kita. Sel surya didasarkan pada bahan semikonduktor. Setelah bahan fotolistrik menyerap energi cahaya dan konversi fotolistrik terjadi, sehingga menghasilkan arus, apa prinsip kerja sel surya? Sel surya adalah perangkat yang secara langsung mengubah energi cahaya menjadi energi listrik melalui efek fotolistrik atau efek fotokimia. Ketika matahari bersinar pada semikonduktor, sebagian darinya dipantulkan dari permukaan dan sisanya diserap atau ditransmisikan oleh semikonduktor. Beberapa cahaya yang diserap, tentu saja, menjadi panas, sementara foton lainnya bertabrakan dengan elektron valensi yang membentuk semikonduktor, sehingga menciptakan pasangan lubang elektron. Dengan cara ini, energi cahaya diubah menjadi energi listrik dalam bentuk pasangan lubang elektron.
Dasar fisik sel surya
Ketika sinar matahari menerangi persimpangan pn, elektron dalam elektron semikonduktor melepaskan elektron karena perolehan energi cahaya, pasangan lubang elektron yang dihasilkan, dan di bawah aksi medan listrik penghalang, elektron didorong menuju wilayah pola. Lubang didorong menuju daerah tipe-P, sehingga ada kelebihan elektron di wilayah tersebut, dan wilayah P memiliki lubang berlebih. Dengan demikian, medan listrik yang dihasilkan foto berlawanan dengan arah medan listrik penghalang terbentuk di sekitar persimpangan pn.
Jika ada persimpangan pn di semikonduktor, medan listrik penghalang terbentuk di kedua sisi antarmuka tipe-p dan tipe-n, yang dapat menggerakkan elektron ke wilayah N dan membuat lubang ke wilayah P, sehingga ada kelebihan elektron di wilayah N, dan ada wilayah P berlebih. Lubang tersebut membentuk medan listrik penghasil cahaya yang berlawanan dengan arah medan listrik penghalang dekat persimpangan PN.
Ada lebih dari selusin bahan semikonduktor untuk pembuatan sel surya, dan karenanya ada banyak jenis sel surya. Saat ini, sel surya yang paling matang dan bernilai komersial adalah sel surya silikon. Di bawah ini kami mengambil sel surya silikon sebagai contoh untuk memperkenalkan prinsip kerja sel surya secara rinci.