Abstrak Fajar Timur, Budiana, Dr. M. ZainuriJurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 60111E-mail: fajar11@mhs.physics.its.ac.id

FOTOVOLTAIK

Kata kunci

I.PENDAHULUANCahaya monokromatik adalah cahaya yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi komponen warna, seperti: sinar merah, sinar jingga, sinar kuning, sinar hijau, sinar biru dan sinar ungu. Cahaya polikromatik adalah cahaya yang dapat diuraikan lagi menjadi komponen warna. Contoh sinar putih, yang terdiri dari tujuh warna, yaitu : merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.[1]

Gambar 1.1 Spektrum Cahaya Kontinu

Perbedaan sifat pada zat padat (misal: konduktor, isolator, semikonduktor atau superkonduktor) disebabkan oleh: perbedaan gaya ikat diantara atom-atom, ion-ion, atau molekul-molekul tersebut. Semua ikatan dalam bahan padat melibatkan gaya listrik, dan perbedaan utama diantara ikatan tersebut tergantung pada jumlah elektron terluar. Berdasarkan struktur partikel (atom, ion, atau molekul) penyusunnya, bahan padat dibagi menjadi dua jenis yaitu bahan padat kristal dan bahan padat amorf.Bahan padat kristal adalah bahan padat yang struktur partikel penyusunnya memiliki keteraturan panjang dan berulang secara periodik. Bahan padat amorf adalah bahan padat yang struktur partikel penyusunnya memiliki keteraturan yang pendek. Khusus untuk bahan semikonduktor ada dua jenis, yakni yang berstruktur kristal (misal: Silicon, Germanium, Gallium Arsenid, dsb.). dan berstruktur amorf (misal: Amorphous silicon).

Silikon dan germanium merupakan dua jenis semikonduktor yang sangat penting dalam elektronika. Keduanya terletak pada kolom empat dalam tabel periodik dan mempunyai elektron valensi empat. Struktur kristal silikon dan germanium berbentuk tetrahedral dengan setiap atom memakai bersama sebuah elektron valensi dengan atom-atom tetangganya.

Semikonduktor tipe-n dapat dibuat dengan menambahkan sejumlah kecil atom pengotor pentavalen (antimony, phosphorus atau arsenic) pada silikon murni. Atom-atom pengotor (dopan) ini mempunyai lima elektron valensi sehingga secara efektif memiliki muatan sebesar +5q. Saat sebuah atom pentavalen menempati posisi atom silicon dalam kisi kris tal, hanya empat elektron valensi yang dapat membentuk ikatan kovalen lengkap, dan tersisa sebuah elektron yang tidak berpasangan . Dengan adanya energi thermal yang kecil saja, sisa elektron ini akan menjadi electron bebas dan siap menjadi pembawa muatan dalam proses hantaran listrik. Material yang dihasilkan dari proses pengotoran ini disebut semikonduktor tipe-n karena menghasilkan pembawa muatan negatif dari kristal yang netral. Karena atom pengotor memberikan elektron, maka atom pengotor ini disebut sebagai atom donor. Secara skematik semikonduktor tipe-n digambarkan seperti terlihat pada Gambar 1.3

Gambar 1.2(a). struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor valensi lima menggantikan posisi salah satu atom dan (b). struktur pita energi semikonduktor tipe-n

Dengan cara yang sama sepert i pada semikonduktor tipe-n , semikonduktor tipe -p dapat dibuat dengan menambahkan sejumlah kecif atom pengotor trivalen (aluminium, boron, galium atau indium) pada semikonduktor murni, misalnya silikon murni. Atom-atom pengotor (dopan) ini mempunyai tiga elektron valensi sehingga secara efektif hanya dapat membentuk tiga ikatan kovalen. Saat sebuah atom trivalen menempati posisi atom silikon dalam kisi kristal, terbentuk tiga ikatan kovalen lengkap, dan ters isa sebuah muatan positif dari atom silikon yang tidak berpasangan (lihat Gambar 5) yang disebut lubang (hole). Material yang dihasilkan dari proses pengotoran ini disebut semikonduktor tipe- p karena menghasilkan pembawa muatan negatif pada kristal yang netral. Karena atom pengotor menerima elektron, maka atom pengotor ini disebut sebagai atom aseptor ( acceptor). Secara skematik semikonduktor tipe- p digambarkan seperti terlihat pada Gambar .

Gambar 1.3(a). struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor valensi tiga menggantikan posisi salah satu atom dan (b). struktur pita energi semikonduktor tipe-p

II METODEPeralatan yang digunakan dalam percobaan kali ini antara lainsolar cell (2,5 cm x 2,5 cm) dan (5 cm x 5 cm), circuit diagram, lighting module, base unit, filter warna merah, filter warna kuning, filter warna biru, multimeter, power supplay, test lead black, dan test lead red. Percobaan ini terdiri dari dua metode, yaitu metode pengukuran arus dan metode pengukuran tegangan. Sebelum memulai percobaan, mengkalibrasi alat ukur multimeter. Kemudian didapatkan nilai Vin yaitu 1.6 volt, 2 volt, dan 2.57 volt. Sumber cahaya yang digunakan disini ialah lampu dengan tegangan 2.5volt.Pada pengukuran arus, multimeter dirangkai seri dengan solar cell. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali pengulangan dengan filter warna yang tersedia dan dengan solar cell yang berbeda ukuran. Sehingga didapatkan nilai Iout nya. Sedangkan pada pengukuran tegangan, multimeter dirangkai parallel dengan solar cell. Kemudian langkahnya sama dengan pengukuran arus yaitu melakukan percobaan sebanyak 5 kali pengulangan dan menggunakan filter warna yang tersedia dan solar cell yang berbeda ukuran. Kemudian didapatkan nilai Vout nya.

Gambar 1. Rangkaian seri untuk mencari arus

Gambar 2. Rangkaian paralel untuk mencari tegangan

Flow chart percoabaan :

Pengukuran Vin

Perangkaian alat

Pengukuran IoutPengukuran Vout

Solar cell diseri dengan multimeterSolar cell diparalel dengan multimeter

Variasi Vin, filter warna, dan solar cellVariasi Vin, filter warna, dan solar cell

Hasil

III. HASIL DAN PEMBAHASAN IV. KESIMPULAN

UCAPAN TERIMA KASIHPenulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Allah SWT, Rasulullah SAW, kedua orang tua, bapak Dr. M. Zainuri selaku dosen mata kuliah fisika modern, Nurul Rosyidah selaku asisten praktikum spektrometer, bapak Sukir selaku laboran, teman-teman praktikan dan semua pihak yang telah membantu selama praktikum berlangsung hingga selesainya jurnal ini.

DAFTAR PUSTAKA [1]. Sears & Zemansky . 2000 . Fisika Universitas Jilid 2 Edisi Kesepuluh . Erlangga : Jakarta[2]. Giancoli, Douglas . 2001. Fisika Jilid 2 Edisi Kelima . Erlangga : Jakarta[3]. Deomedes, Yulia . - . Pemanfaatan Kamera Digital untuk Mengukur Panjang Gelombang Spektrum Neon . Universitas Kristen Satya Wacana : Salatiga.[4]. Science Education Products . - . Spectrum Tubes . Electro-Technic Products Inc. : Chicago.