81
2.2.6 Variasi Lama Pembakaran Elektroda pada Suhu Optimum
Pada parameter
ini, sel
fotovoltaik menggunakan komposisi agar dan suhu
pembakaran optimum yang didapat dari langkah kerja sebelumnya. Kemudian 3
lempengan tembaga
dibersihkan dari
pengotor, masing
- masing
dibakar menggunakan furnace dengan waktu 30
menit, 60 menit, dan 120 menit. Dilakukan pengukuran arus dan tegangan pada
kondisi yang sama.
2.2.7 Penentuan Kestabilan Sel Fotovoltaik pada Rangkaian Seri dan Paralel
3 buah sel surya dengan elektroda dan kandungan agar dalam elektrolit yang
optimum dirangkai
seri dan
paralel sehingga
dapat diamati
kinerja sel
fotovoltaik dalam menghasilkan arus dan tegangan serta kestabilan sel. Arus dan
tegangan di amati setiap harinya pada jam yang sama.
2.2.8 Karakterisasi Performa Sel Fotovoltaik Karakteristik dari tegangan- arus dikenal
dengan kurva I-V.
Nilai arus dan tegangan sel surya diukur pada setiap posisi reostat yang divariasikan
mula-mula pada resistansi maksimum hingga
nilai minimumnya.
Hasil pengukuran yang diperoleh dibuat kurva I-
V untuk menentukan performa energy sel surya.
III. Hasil dan Pembahasan 3.1.
Pengaruh Konsentrasi Agar terhadap Besarnya Arus dan Tegangan.
Gambar 1.a
menunjukan arus
yang dihasilkan
oleh sel
fotovoltaik yang
mengandung 0,5 - 2 agar. Terlihat bahwa
arus meningkat
dengan bertambahnya konsentrasi agar sampai
dengan 1
, dan
menurun ketika
konsentrasi agar ditingkatkan. Pada konsentrasi agar rendah, larutan elektrolit
Na
2
SO
4
dalam gel agar lebih bersifat konduktor sehingga ada elektron yang
tereksitasi yang ditangkap langsung oleh ion- ion positif yang ada dalam larutan
disekitar CuO. Hal ini menyebabkan elektron
yang bergerak melalui sikuit eksternal luar
menjadi berkurang. Bila kandungan agar ditingkatkan maka sifat elektrolit sifat
konduktor elektrolit berkurang dan elektron arus melalui sirkuit eksternal meningkat
optimum pada konsentrasi agar 1 . Namun bila konsentrasi agar ditingkatkan
lebih lanjut besar dari 1 partikel elektrolit menjadi lebih rapat sehingga
pergerakan elektrolit sedikit lambat dan arus yang dihantarkan menjadi rendah
Pada gambar 1.b dapat juga terlihat tegangan akan meningkat secara signifikan
seiring dengan kenaikan konsentrasi agar dari 0,5 sampai 2 . Secara teori nilai
tegangan di hubungkan dengan band gap atau
tingkat energi
pada bahan
semikonduktor, pada
penelitian ini
menggunakan semikonduktor CuO. Seperti yang telah diketahui bahwa akumulasi
elektron berasal dari eksitasi elektron pada pita
konduksi CuO.
Semakin tinggi
kandungan agar maka sifat konduktor dari larutan elektrolit semakin berkurang dan
akan menghalangi rekombinasi elektron dari pita konduksi ke pita valensi. Hal ini
sekaligus akan meningkatkan tegangan antara kedua pita tersebut.
Gambar 1.c menunjukan kondisi optimum sel
fotovoltaik menghasilkan
daya tersebesar yaitu pada jam 13.00 WIB dengan
konsentrasi agar 1 dalam elektrolit. Daya yang dihasilkan sebesar 72,6 m Watt.
82
a
b
c Gambar 1. Pengaruh konsentrasi agar terhadap
besarnya a Arus , b Tegangan , c Daya dari sel fotovoltaik, di ukur
pada berbagai waktu .
3.2. Pengaruh Suhu Pembakaran pada
Pembuatan Lapisan Semikonduktor CuO terhadap Arus dan Tegangan.
Tujuan dilakukan
pembakaran untuk
membentuk lapisan oksida yang berperan sebagai elektroda semikonduktor, tempat
terjadinya eksitasi elektron pada sel fotovoltaik. Lempengan tembaga yang
dibakar membentuk lapisan hitam berupa lapisan oksida tembaga CuO sedangkan
pada bagian dalam elektroda masih membentuk tembaga sebagai konduktor
elektron. a
b
c
Gambar 2. Pengaruh suhu pembakaran pada pembuatan
elektroda CuO
terhadap besarnya a Arus, b Tegangan , c Daya, diukur pada
berbagai waktu. Setiap lapisan oksida yang terbentuk CuO
dengan variasi
suhu pembakaran
menunjukan pembentukan kristal yang berbeda
– beda sehingga mempengaruhi kemampuan
logam tersebut
dalam menghantarkan arus listrik. Pada gambar 2
dapat disimpulkan
bahwa suhu
pembakaran optimum dicapai pada 400
o
C . Daya terbesar yang dihasilkan adalah 62,7
mWatt pada jam 12.00 WIB. 3.3 Pengaruh Lama Pembakaran pada
Pembuatan Lapisan Semikonduktor CuO Terhadap Arus dan Tegangan
83
a
b
c
Gambar 3. Pengaruh lama pembakaran pada pembuatan lapisan CuO terhadap
besarnya a Arus , b Tegangan dan c Daya yang diukur pada berbagai
waktu .
Dengan menggunakan kondisi optimum konsentrasi agar yaitu 1 dan suhu
pembakaran yaitu 400
o
C, dari gambar 3 dapat
disimpulkan pada
variasi pembakaran, kondisi optimum elektroda
didapatkan pada lama pembakaran 60 menit, yang menghasilkan arus dan
tegangan yang paling besar. Hal ini memperngaruhi bentuk dan ketebalan dari
lapisan CuO
yang sekalipun
akan mempengaruhi
peforma dari
semikonduktor itu sendiri. Daya paling besar 62,7 mWatt pada jam 12.00 wib.
3.4 Perbandingan Arus dan Tegangan
Fotovoltaik Cair dan Fotovoltaik Gel Agar
a
b Gambar 4.Perbandingan performa sel fotovoltaik
cair dan sel fotovoltaik gel agar terhadap a Arus dan b Tegangan ,
diukur pada berbagai waktu.
Gambar 4 menunjukan jika di bandingkan performa fotovoltaik yang nenggunakan
elektrolit cair dengan fotovoltaik yang menggunakan elektrolit dalam gel agar
maka dari arus yang dihasilkan tidak terlihat perbedaan yang begitu signifikan
sehingga dapat disimpulkan kemampuan 2
84
jenis fotovoltaik ini dalam menghantarkan arus adalah sama
.
Berbeda dengan arus, hasil pengukuran menunjukan fotovoltaik dengan elektrolit
dalam gel agar memiliki nilai tegangan yang lebih tinggi dari pada fotovoltaik dengan
elektrolit
cair. Hal
ini dikarenakan
bertambah besarnya nilai hambatan dengan adanya kandungan agar sebagai gel yang
menyebabkan tegangan bertambah tinggi 3.5 Kestabilan sel fotovoltaik
Kestabilan sel fotovoltaik dilihat dari kestabilan arus dan tegangan yang diukur
dan diamati selama lebih dari 1 bulan. Hasil pengukuran dari rangkaian dapat terlihat
pada gambar 5 yang menunjukan sel relative cukup stabil pada pengukuran hari
ke 30. a
b
3.6 Karakteristik Arus-Tegangan Sel Surya Berdasarkan hasil pengukuran nilai arus
dan tegangan yang telah dibuat dalam bentuk kurva arus-tegangan IV, diperoleh
parameter-parameter keluaran sel surya yang ditunjukan oleh gambar 6.
Gambar 4. Kurva karakteristik I-V Gambar 5. Ketahanan Elektroda Kestabilan
Fotovoltaik A Rangkaian Seri B Rangkaian Paralel
85
Tegangan rangkaian buka V
OC
sel surya mencapai 0,032 V. Arus rangkaian pendek
I
SC
sebesar 0,23 mA, sedangkan arus maksimum
IV. Kesimpulan Sel fotovoltaik telah dibuat menggunakan
