Berbagi tentang Sel Surya

Tujuan dari praktikum karakterisasi sel surya yaitu untuk memahami karakteristik rapat arus terhadap tegangan sel surya, menentukan efisiensi sel surya, mengetahui pengaruh intensitas cahaya yang diberikan terhadap efisiensi sel surya, dan mampu membedakan perbedaan prinsip kerja dan karakteristik sel surya organik dengan sel surya anorganik.

Efek fotolistrik merupakan proses perubahan sifat-sifat konduksi listrik di dalam material karena pengaruh cahaya atau gelombang elektromagnetik lain. Efek ini mengakibatkan terciptanya pasangan elektron dan hole di dalam semikonduktor, atau pancaran elektron bebas dan ion yang tertinggal di dalam metal. Fenomena pertama dikenal sebagai efek fotolistrik internal, sedangkan fenomena kedua disebut efek fotolistrik eksternal.^[1]

Salah satu aplikasi dari efek fotolistrik yaitu sel surya. Sel surya adalah semikonduktor dengan sambungan p-n yang dapat mengkonversi energi sinar matahari menjadi energi listrik.^[2] Prinsip kerja dari sel surya yaitu ketika sel surya diberi sinar matahari, foton akan mengeksitasi elektron. Berbeda dengan pemancaran cahaya ke logam, elektron yang dieksitasi ini akan disalurkan ke rangkaian eksternal sebelum kembali ke keadaan awal. Kelebihan energi yang dihasilkan dari eksitasi elektron tersebut akan menghasilkan beda potensial atau electromotive force (emf). Gaya yang dihasilkan ini menyalurkan elektron tersebut ke rangkaian eksternal untuk menghasilkan energi listrik.^[3]

Salah satu dari pengukuran dasar untuk menentukan karakteristik sel surya adalah pengukuran rapat arus–tegangan (J-V). Digunakannya pengukuran J-V karena arus bergantung pada luas daerah aktif sehingga akan lebih baik apabila mengukur rapat arus dibandingkan mengukur arus saja. Pengukuran rapat arus-tegangan dilakukan dengan menyinari divais sel surya di bawah penyinaran standar matahar AM1.5. 

Terdapat beberapa parameter yang penting yang digunakan untuk mengkarakterisasi sel surya dapat diperoleh dari kurva J-V yaitu rapat arus hubung singkat, tegangan rangkaian terbuka, fill factor, dan efisiensi konversi daya.

a.       Karakterisasi J-V dalam keadaan Gelap

Dalam keadaan gelap, sel surya berperilaku seperti dioda semikonduktor. Jika arus seri diberikan pada divais, maka arus akan mengalir melewati divais. Terdapat 2 macam arus yang mengalir pada divais semikonduktor, yaitu arus drift dan arus difusi. Arus drift merupakan arus yang timbul akibat medan listrik yang terdapat di dalam material. Sedangkan arus difusi adalah arus yang ditimbulkan oleh variasi spasial dari konsentrasi muatan di dalam material. Arus tersebut mengalir dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Dalam keadaan setimbang,  kedua arus tersebut akan saling menghilangkan sehingga arus total menjadi nol.

Ketika divais diberi tegangan luar, maka akan terjadi pergeseran tingkat fermi elektron. Pergeseran tingkat fermi ini sama dengan besarnya tegangan luar yang diberikan kepada semikonduktor. Secara eksperimen, persamaan arus dari sel surya dalam keadaan arus gelap diberikan oleh :

J = Jo [exp(qV/nkT) - 1]    (1)

dimana n adalah faktor ideal.

b.      Karakteristik J-V dalam keadaan Disinari

Ketika semikonduktor sel surya disinari di bawah cahaya, maka akan terjadi peningkatan konsentrasi elektron dan hole di dalam daerah muatan ruang. Hal tersebut menghasilkan arus yang lebih banyak dalam keadaan setimbang. Sehingga sebagai ganti J₀ = 0, J_L akan terukur. Oleh karena itu, arus total dalam sel surya dinyatakan dalam persamaan berikut :

J = Jo [exp(qV/nkT) - 1] - JL (2)

  

Ketika divais diberikan tegangan, pada suatu titik tertentu tidak ada arus yang terukur. Titik tersebut disebut tegangan rangkaian terbuka (V_oc). 

Ketika sel surya bekerja pada sebuah keadaan dimana diberikan daya keluaran maksimum (P_max), rapat arus dan tegangan pada titik tersebut disebut J_mpp dan V_mpp. Rasio P_max terhadap hasil kali antara V_oc dan J_sc didefinisikan sebagai fill factor

Parameter yang paling penting pada sel surya yaitu efisiensi konversi daya (PCE/ ). PCE dari sel surya didefinisikan sebagai perbandingan antara daya keluaran maksimum (P_max) terhadap daya total dari cahaya datang (P_light).

Referensi :

[1] T. Mart. Mengapa Einstein Mendapat Nobel dari Efek Fotolistrik. 26 Agustus 2005. URL : http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1125385480

[2] Yulia Gushadi. Aplikasi Efek Fotolistrik. 27 Maret 2012. URL : http://yhmetri-physics.blogspot.com/2012/03/aplikasi-efek-fotolistrik.html

[3] Imperial College Press. The Physics of Solar Cells. hlm. 1-2.

Sekedar Berbagi

Menanam Cabe (Pembibitan, Penanaman, dan Perawatan)

1. Pembibitan

Sebelum penanaman cabe dimulai, tentunya kita harus mempersiapkan bibit terlebih dahulu. Bibit cabe dapat diperoleh dengan mudah di toko-toko khusus pertanian. Pilihlah bibit cabe yang kualitasnya sudah terjamin.

Kemudian langkah pertama yang dilakukan untuk memulai pembibitan cabe yaitu mempersiapkan lahan untuk penyemaian bibit. Lahan terlebih dahulu dicangkul dengan maksud menggemburkan tanah. Selain itu dimaksudkan juga untuk membersihkan rumput liar. Kemudian lahan tersebut diberi pupuk kurang lebih 1 karung.

Setelah lahan siap, bibit cabe ditaburkan di lahan tersebut secara merata. Namun sebelum ditaburkan, bibit cabe tersebut terlebih dahulu diberi obat yang berfungsi agar bibit-bibit tersebut tidak dibawa oleh serangga, terutama semut. 

Setelah proses di atas selesai, maka bibit-bibit tersebut akan mulai dapat ditanam setelah kurang lebih 2 bulan. Selama masa pembibitan ini, bibit-bibit tersebut harus terkontrol dengan baik. Salah satunya yang harus diperhatikan yaitu kondisi air. Apabila musim kemarau, maka bibit tersebut harus dikontrol agar jangan sampai kekurangan air. Dan apabila musim hujan dengan curah hujan yang cukup tinggi, maka bibit tersebut harus dilindungi (ditudungi)agar tidak terkena air hujan secara langsung.

2. Penanaman

Proses penanaman ini dimulai ketika tanaman cabe telah mencapai umur 2 bulan. Yang harus diperhatikan pada proses ini yaitu kondisi air pada bibit setelah penanaman. Tanaman cabe tersebut tidak boleh dibiarkan kekurangan air, sebab hal tersebut dapat mengakibatkan matinya tanaman cabe. Maka akan lebih baik apabila penanaman dilakukan pada musim hujan sehingga dapat meminimalisasi terjadinya kekeringan pada tanaman cabe.

3. Perawatan

Setelah proses penanaman selesai, maka tahap selanjutnya yaitu proses perawatan. Salah satu hal penting dalam perawatan tanaman cabe yaitu kondisi air. Tanaman cabe ini sangat bergantung kepada kondisi air. Apabila tanaman cabe ini dilanda kekeringan, maka hal tersebut mengakibatkan kematian. Solusi untuk masalah ini yaitu dilakukannya penyiraman. Oleh sebab itu, telah dijelaskan sebelumnya bahwa lahan untuk bertani cabe harus dekat dengan sumber air. Dan apabila lahan pada tanaman cabe ini terlalu basah, maka dapat mengakibatkan busuk akar. Oleh karena itu, telah dijelaskan pada posting sebelumnya bahwa lahan cabe ini harus dibentuk parit-parit. Hal tersebut berfungsi agar air dapat mengalir.

Hal penting lainnya dalam perawatan cabe yaitu pengobatan. Obat-obat / pupuk-pupuk yang diperlukan untuk perawatan cabe yaitu fungisida,  insektisida, dan pupuk daun. Dalam pemilihan obat-obat tersebut, saya memilih daconil dan antracol untuk fungisida,  curacron untuk insektisida, dan GM untuk pupuk daun. Daconil dan antracol berbentuk serbuk sedangkan curacron dan GM berbentuk cair. Dosis yang diberikan untuk masing-masing obat untuk 14 liter air yaitu 

- GM 3 tutup botol

- Curacron 2 tutup botol

- Daconil 2 sendok makan

- Antracol 2 sendok makan

Pengobatan dengan cara penyemprotan ini dilakukan setelah tanaman cabe berumur 2 minggu. Perawatan ini dilakukan seminggu sekali. Banyaknya campuran obat + 14 liter air  yang diberikan pada tanaman cabe ini per 1000 tanaman cabe yaitu :

1 bulan : 1/2 - 1 tank

2 bulan : 1-2 tank

3 bulan : 2-3 tank

4 bulan - seterusnya : 3-4 tank

ket. 1 tank = 14 liter air + campuran obat 

Kandungan tanah yang diperlukan oleh tanaman cabe yaitu nitrogen, fosfor, dan kalium. Untuk memperkaya kandungan tanah dengan zat-zat tersebut maka dapat dilakukan dengan memberikan pupuk NPK. Pemberian pupuk ini dilakukan setelah umur tanaman cabe 1 bulan. Perlu diingat bahwa pemberian pupuk ini jangan dilakukan terlalu dekat dengan tanaman cabe. Karena apabila terlalu dekat dapat menyebabkan kematian tanaman. Oleh karena itu akan lebih baik apabila pemberian pupuk ini dilakukan dengan terlebih dahulu membuat lubang dengan jarak kurang lebih 5-10 cm dari tanaman cabe. Pemberian pupuk ini dilakukan sebanyak 3 kali, yaitu pada umur tanaman 1 bulan, umur tanaman 3 bulan, dan pada saat pertengahan masa panen. 

Pada masa pertumbuhan (sebelum masa panen) tanaman cabe sangat rentan terserang hama. Namun untuk hama-hama yang terdapat di luar tanah, hama tersebut dapat teratasi dengan pemberian obat yang tepat waktu dan sesuai dosis. Sedangkan untuk hama yang terdapat di dalam tanah, dapat diatasi dengan pemberian furadan. Pemberian furadan ini dilakukan kurang lebih sebanyak 4 kali, yaitu sebelum penanam cabe, pada umur tanaman 2 bulan, umur 4 bulan, dan pertengahan masa panen.

Selain perawatan untuk tanaman cabe, lahan juga perlu untuk perawatan. Lahan harus dibersihkan setiap 1 bulan sekali. Hal ini agar membersihkan tanaman-tanaman liar yang tumbuh yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman cabe.

Perlu untuk diketahui bahwa tanaman cabe mulai menghasilkan cabe yang siap panen setelah mencapai umur 4 bulan. Dan tanaman cabe dapat dipanen sampai kurang lebih 40 kali dengan intensitas panen 3 kali sehari. 

Sekian info dari saya, semoga bermanfaat.

Ambigram

Ambigram merupakan salah satu jenis seni tulisan yang dapat dibaca dari sudut pandang yang berbeda, baik menjadi kata yang sama maupun berbeda. Biasanya orang beranggapan bahwa ambigram itu hanya tulisan yang dapat di bolak-balik saja. Padahal masih terdapat beberapa jenis ambigram lainnya selain jenis ambigram tersebut. Salah satunya adalah ambigram yang dapat dibaca dengan menggunakan cermin. Dan masih ada lagi jenis ambigram lainnya. Salah satu contoh ambigram yang dapat dibaca bolak balik :

Ambigram-ambigram serupa dapat dilihat di http://cabejaya.blogspot.com/2012/05/sekedar-berbagi.html 

Contoh ambigram yang dapat dibaca dengan cermin

Menanam Cabe (Lahan)

Salah satu hal penting yang harus diperhatikan dalam memulai menanam cabe yaitu pemilihan dan persiapan lahan. 

1. Pemilihan Lahan

Lahan yang baik untuk menanam cabe yaitu lahan dengan kondisi yang tidak curam. Pemilihan lahan seperti ini dimaksudkan agar unsur-unsur yang dibutuhkan tanaman cabe yang berasal dari pupuk, baik pupuk kandang maupun pupuk kimia tidak hanyut terbawa arus air.

Selain lahan dengan kondisi yang tidak curam, hal yang juga perlu diperhatikan yaitu lahan dengan sinar matahari yang cukup. Dengan sinar matahari yang cukup, maka proses fotosintesis pada tanaman cabe akan berlangsung dengan baik.

Hal lainnya yang perlu diperhatikan yaitu lahan dengan ketersediaan air yang cukup. Ketersediaan air sangat penting dalam menanam cabe ketika musim kemarau tiba.

2. Persiapan Lahan

Lahan yang baik untuk menanam cabe yaitu dengan kondisi tanah yang gembur. Oleh karena itu, hal pertama yang dilakukan dalam persiapan lahan yaitu menggemburkan tanah. Proses ini dilakukan dengan mencangkul tanah dengan kedalaman sekitar 15-30 cm.

Setelah proses ini selesai, kemudian dilanjutkan dengan membuat parit. Parit ini dibuat dengan lebar kurang lebih 100-120 cm dan jarak antar parit yaitu kurang lebih 20-30 cm.

Kemudian proses selanjutnya yaitu pembuatan lubang-lubang untuk penanaman cabe. Lubang-lubang tersebut dibuat dengan jarak melebar kurang lebih 40-50 cm dan jarak memanjang 30-40 cm.

Sebelum proses penanam cabe dimulai, lahan lebih baik terlebih dahulu diberi pupuk kandang. Pemberian pupuk kandang ini akan lebih baik apabila telah selesai seminggu sebelum proses penanam dimulai. Banyaknya pupuk kandang yang diberikan yaitu sekitar 15 karung/ 1000 tanaman.

Sekitar 3 hari sebelum penanam dimulai, lahan diberi obat terlebih dahulu untuk mengantisipasi hama akar yang berasal dari pupuk kandang. Biasanya obat yang digunakan yaitu furadan. Dosis yang digunakan yaitu sekitar 1 sendok makan / 1 tanaman.

Setelah proses di atas selesai, maka lahan telah siap untuk digarap.

Selamat Mencoba.