Ketika rangkaian terbuka I = 0, sehingga tegangannya adalah:
1 ln
I I
q nkT
V
sc oc
4
Fill factor merupakan parameter fotovoltaik
sel surya yang dapat dijadikan penentu baik dan buruknya sel. Fill factor dapat dicari
dengan menggunakan persamaan:
sc oc
m m
I V
I V
FF
5
V
m
I
m
adalah daya maksimum sel. Efisiensi konversi pada sel surya
didefinisikan sebagai rasio daya output maksimum yang dihasilkan terhadap daya
total dari intensitas cahaya yang diterima P
In
.
In SC
OC In
m m
P FF
I V
P I
V
6
2.2 Sel Fotoelektrokimia
Sel fotoelektrokimia terdiri dari semikonduktor yang aktif terhadap cahaya
sebagai elektroda bisa tipe-p atau tipe-n dan elektroda counter yang terbuat baik dari
logam ataupun
semikonduktor. Kedua
elektroda tersebut direndam dalam elektrolit. Pasangan elektron-hole dibangkitkan pada
persambungan antara semikonduktor dan elektrolit
jika persambungan
tersebut diberikan cahaya yang memiliki energi yang
lebih besar dari band gap semikonduktor. Selain hanya untuk membangkitkan arus
listrik, sel fotoelektrokimia juga dapat digunakan pada proses elektrolisis air.
Eksperimen
pertama terhadap
fotoelektrokimia dikemukakan oleh Becquerel pada 1839 saat menemukan efek fotovoltaik
pada elektroda perak klorida yang disinari cahaya.
2.3 Sel Surya Tersensitasi Dye
Gratzel Cell
Pada sel surya tersensitasi dye seperti pada Gambar 7, fotoeksitasi tidak terjadi pada elektroda
semikonduktor, namun terjadi pada dye penyerap cahaya, tepatnya pada persentuhan antara
semikonduktor tersensitasi dye dan elektrolit.
7, 11
Injeksi elektron dari dye ke TiO
2
membutuhkan eksitasi dye yang lebih reduktif dari pita konduksi TiO
2
. Dye yang teroksidasi akan membutuhkan transfer elektron dari
elektrolit untuk mengembalikannya ke ground state
. Reaksi kimia redox yang terjadi membuat sel ini disebut juga dengan sel
fotoelektrokimia. Eksitasi :
TiO
2
|S + hv → TiO
2
|S Injeksi :
TiO
2
|S → TiO
2
|S + e
-
Regenerasi : TiO
2
|2S
+
+ 3I
-
→TiO
2
|2S + I
3 -
Sel ini terkendala sifat korosif dari elektrolit dan kemungkinan kebocoran pada
cairan elektrolit, maka perlu menggunakan elektrolit berupa gel sebagai solusi untuk
mengatasinya. Dalam perkembangannya dari generasi pertama hingga kini, terdapat
peningkatan efisiensi konversi sel surya yang awalnya memiliki nilai sebesar 7.1 hingga
mampu mencapai lebih dari 11 .
11
Gambar 7. Pita energi dan transfer muatan pada sel surya tersensitasi dye.
7
2.4 Titanium Dioksida TiO
