FOTOLISTRIKdari teori ke APLIKASI

Disusun oleh :• Adhaningrum• Fatih Rakhmawati• Enny Nurhayati• Paisal Husaen• Agustin F Simalangu

Dasar Teori

Pada tahun 1905 Einstein mempostulatkan bahwa elektron/partikel dapat

menerima energi gelombang elektromagnetik (berupa chaya atau foton) hanya dalam

bentuk diskrit (kuanta) sebesar :

E =hf

dimana h = 6,626 x joule/sekon

F= frekuensi (hz)

Einstein melakukan eksperimen dengan menembakkan cahaya pada permukaanlogam Natrium (Sodium) dan mengamati partikel-partikel atau elektron-elektron pada permukaan logam terhambur dengan kecepatan tertentu

Elektron-elektron terhambur ini memiliki energi kinetik sebesar ½ m, dimana: m = masa elektron

v = adalah kecepatan elektron yang terhambur. Peristiwa pergerakan elektron dengan kecepatan tertentu ini merupakan sifat dari partikel, sehingga dikatakan bahwa gelombang cahaya dapat berperilaku seperti partikel.

Namun hanya cahaya dengan frekuensi/energi tertentu yang mampu menghamburkan elektron-elektron pada permukaan logam Natrium, yaitu energi foton harus sama dengan energi yang diperlukan untuk memindahkan elektron (fungsi kerja logam) ditambah dengan energi kinetik darielektron yang terhambur :

hf =Ek+

hf =Ek+dimana f adalah energi minimum yang diperlukan untuk memindahkan elektron yangterikat di permukaan logam. Atas jasanya dalam menemukan efek fotolistrik, AlbertEinstein diberi Hadiah Nobel untuk Fisika pada tahun 1921.

Masih lanjut gan...

Ketika cahaya yang dianggap sebagai partikel itu menumbuk permukaan logam,energi satu foton ini diserap oleh sebuah elektron,jika energinya sangat besar maka elektron yang tertumbuk bisa terlepas dari logam dan sisa energinya di gunakan untuk pergerakan elektron tersebut dalam bentuk energi kinetik

Beberapa nilai fungsi kerja

LOGAM LAMBANG FUNGSI KERJA (eV)

Cesium Cs 1,9

Kalium K 2,2

Natrium Na 2,3

Lithium Li 2,5

Kalsium Ca 3,2

Tembaga Cu 4,5

Perak Ag 4,7

Platina Pt 5,6

Penjelasan singkat Eintstein

Pada efek fotolistrik cahaya tidak kita anggap sebagai gelombang,tapi kita anggap sebagai partikel.Cahaya yang hadir di pandang sebagai paket paket energi yang kerennya di panggil Foton.tiap satu buah foton mengandung energi

E =hf

Dengan f=

Ilustrasi Alat

            Ilustrasi alat yang dipergunakan untuk membangkitkan gejala fotolistrik. Tabung yang divakumkan berisi dua elektrode yang dihubungkan dengan rangkaian eksternal. Keping logam yang permukaannya mengalami iradiasi, digunakan sebagaio anode. Sebagian dari gotoelektron yang muncul dari permukaan yang mengalami radiasi memiliki energi yang cukup untuk mencapai katode lebih sedikit dan arusnya menurun.

Simpen gambar

Akhirnya ketika v sama dengan atau melebihi suatu harga Vo yang besarnya dalam orde beberapa volt, maka tidak ada elektron yang mencapai katode dan arusnya terhenti

Aplikasi effek fotolistrik

Solar cell

Indroduction of Solar cell

Sebuah sel surya adalah sebuah alat yang mengubah energi sinar matahari langsung menjadi listrik oleh efek fotovoltaik. Kadang-kadang istilah sel surya digunakan untuk perangkat dirancang secara khusus untuk menangkap energi dari sinar matahari, Sedang sel digunakan untuk membuat panel surya, dan alat lain

structure

1. Substrat/Metal backing

2. Material semikonduktor

3. Kontak metal / contact grid

4. Lapisan antireflektif

5. Enkapsulasi / cover glass

How solar cell work

sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.  Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif)  sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya. 

Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Lanjut..

Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

PLEASE BUKA

SAYA

Aplikasi solar cell

Sel surya memiliki banyak aplikasi. Mereka terutama cocok untuk digunakan bila tenaga listrik dari grid tidak tersedia, seperti di wilayah terpencil, satelit pengorbit bumi, kalkulator genggam, pompa air, dll. Sel surya (dalam bentuk modul atau panel surya) dapat dipasang di atap gedung di mana mereka berhubungan dengan inverter ke grid listrik dalam sebuah pengaturan net metering.