Prinsip Kerja Sel Surya Silicon

Semikonduktor tipe-n bisa didapatkan dengan mendoping silikon dengan unsur dari golongan V sehingga terdapat kelebihan elektron valensi dibanding atom sekitar. Sedangkan semikonduktor tipe-p diperoleh dengan doping oleh golongan III sehingga elektron valensinya kurang satu dari atom sekitar. Daerah yang ditinggalkan elektron ini disebut dengan hole. Ketika kedua material tersebut mengalami kontak, maka kelebihan elektron dari tipe-n akan berdifusi ke tipe-p sehingga area doping-n akan bermuatan positif sedangkan area doping-p akan bermuatan negatif. Medan elektrik yang terjadi antara keduanya mendorong elektron kembali ke daerah-n dan hole ke daerah-p. Pada proses ini terbentuklah p-n junction.

Pada saat cahaya mengenai permukaan silikon pada sel surya, ada beberapa hal yang mungkin terjadi. Pertama, foton akan menembus silikon. Hal ini biasanya terjadi pada foton yang memiliki energi yang rendah. Kedua, foton akan dipantulkan oleh permukaan. Ketiga, foton akan diserap oleh silikon. Ketika foton diserap oleh silikon, maka hal tersebut dapat menyebabkan timbulnya panas maupun membentuk pasangan elektron-hole yang terjadi ketika energi foton yang datang lebih tinggi daripada lebar pita energi silikon. Apabila ditempatkan hambatan pada terminal sel surya, maka elektron dari area-n akan kembali ke area-p sehingga arus akan mengalir.

Pemanfaatan energi surya sangat menjanjikan bagi pengembangan energi terbarukan di negara-negara yang berada di sekitar garis khatulistiwa. Sumber energi fosil yang semakin menipis, sangat mendesak penggantian pemanfaatan energi lain yang lebih memiliki prospek di masa mendatang.