Kenaikan permukaan laut (Bahasa Inggris: sea level rise) adalah fenomena naiknya permukaan laut yang disebabkan oleh banyak faktor yang kompleks.

Pengukuran muka air laut dalam waktu yang panjang dari 23 tide gauge dalam lingkungan yang stabil secara geologis menunjukkan adanya penambahan sekitar 20,3 cm per abad atau 2 mm/tahun.

Perubahan muka air laut sejak akhir dari episode terakhir zaman es

Permukaan laut telah mengalami kenaikan setinggi 120 meter sejak puncak zaman es 18.000 tahun yang lalu. Kenaikan tertinggi muka air laut terjadi sebelum 6.000 tahun yang lalu. Sejak 3.000 tahun yang lalu hingga awal abad ke-19, muka air laut hampir tetap hanya bertambah 0,1 hingga 0,2 mm/tahun; sejak tahun 1900, permukaan laut naik 1 hingga 3 mm/tahun; sejak tahun 1992 satelit altimetri TOPEX/Poseidon mengindikasikan laju kenaikan muka laut sebesar 3 mm/tahun. Perubahan ini bisa jadi merupakan pertanda awal dari efek pemanasan global terhadap kenaikan muka air laut. Pemanasan global diperkirakan memberikan pengaruh yang signifikan pada kenaikan muka air laut pada abad ke-20 ini.

Muka air laut lokal dan eustatik

Muka laut rata-rata lokal (local mean sea level atau disingkat LMSL) didefinisikan sebagai tinggi laut terhadap titik acu (benchmark) di darat, dirata-ratakan terhadap suatu periode waktu tertentu yang cukup panjang, sebulan atau setahun, sehingga fluktuasi akibat gelombang dan pasang surut sebisa mungkin dapat dihilangkan. Kita juga harus menyesuaikan perubahan LMSL yang diketahui untuk memasukkan pergerakan vertikal daratan yang bisa jadi memiliki orde yang sama dengan orde perubahan muka air laut (mm/tahun). Pergerakan daratan terjadi karena penyesuaian isostatik mantel akibat melelehnya lempengan es di akhir zaman es terakhir. Tekanan atmosferik (efek inversi barometrik), arus laut, dan perubahan temperatur air laut setempat semua dapat memengaruhi LMSL.

Perubahan eustatik (kebalikan dari perubahan setempat) menghasilkan perubahan terhadap muka air laut global, seperti perubahan volume air di lautan dunia atau perubahan volume di samudera.

Perubahan jangka pendek dan periodik

Ada beberapa faktor yang dapat menghasilkan perubahan jangka pendek permukaaan air laut (dari orde beberapa menit hingga 14 bulan).

Perubahan jangka panjang

Perubahan muka air laut dan temperatur relatif

Bermacam-macam faktor memengaruhi volume dan massa lautan yang mengakibatkan perubahan muka laut eustatik dalam jangka panjang. Dua pengaruh paling utama adalah temperatur (karena volume air bergantung pada temperatur), dan massa air yang tersimpan di darat dan laut sebagai air segar (fresh water) di sungai, danau, glasier, tutupan es di kutub, dan es di lautan. Pada skala waktu yang panjang (skala geologis), perubahan bentuk samudera dan distribsi daratan/lautan akan memengaruhi tinggi muka laut.

Hasil pengamatan memperkirakan bahwa peningkatan muka laut akibat meningkatnya temperatur adalah sekitar 1 mm/tahun di dekade terakhir ini. Studi yang didasarkan pada pengamatan dan pemodelan hilangnya massa glasier dan tutupan es menunjukkan sumbangannya terhadap naiknya muka laut rata-rata sebesar 0,2 s.d. 0,4 mm/tahun pada abad ke-20.

Glasier dan tutupan es

Setiap tahun sekitar 8 mm air dari seluruh permukaan laut mengalir ke lempengan es Antartika dan Greenland sebagai hujan salju. Jika tidak ada dari es itu yang kembali ke laut, maka muka laut akan turun 8 mm setiap tahunnya. Meskipun air dalam jumlah yang hampir sama kembali ke laut dalam gunung es dan dari melelehnya es di tepinya, para ilmuwan tidak tahu mana yang lebih besar - es yang masuk atau es yang keluar. Perbedaan antara input dan output es disebut sebagai kesetimbangan massa (mass balance). Kesetimbangan ini sangat penting karena menyebabkan perubahan muka laut global.

Paparan-paparan es (ice shelves) yang melayang di permukaan laut jika mencair tidak akan mengubah permukaan laut. Demikian juga halnya dengan mencairnya tutupan es di kutub utara yang terdiri dari kumpulan es yang melayang yang tidak akan menaikkan muka laut secara signifikan. Hal ini terjadi karena yang mencair adalah air segar yang meskipun akibat mencairnya mereka dapat menaikkan permukaan laut, namun ordenya cukup kecil dan umumnya dapat diabaikan. Namun demikian hal itu dapat juga dibantah dengan menyatakan bahwa jika paparan es mencair, maka ia adalah sebuah pertanda dari mencairnya lempengan es di Greenland dan Antartika.

• Masih kurangnya pemahaman para ilmuwan tentang perubahan penyimpanan air teresterial (terrestrial storage of water). Antara tahun 1910 dan 1990 perubahan sedemikian rupa bisa jadi memberikan kontribusi –1,1 hingga +0,4 mm/tahun.
• Jika semua glasier dan tutupan es mencair, kenaikan muka laut diproyeksikan sekitar 0,5 m. Jika pencairan juga terjadi pada lempengan es di Greenland dan Antartika (keduanya memiliki es di atas permukaan laut), maka kenaikan akan menjadi lebih drastis lagi, 68,8 m. Keruntuhan reservoir interior lempengan es Antartika Barat akan menaikan permukaan laut setinggi 5–6 m.

 

Sumber Artikel: id.wikipedia.org

Lapisan ozon adalah lapisan di atmosfer pada ketinggian 20−35 km di atas permukaan Bumi yang mengandung molekul-molekul ozon. Konsentrasi ozon di lapisan ini mencapai 10 ppm dan terbentuk akibat pengaruh sinar ultraviolet Matahari terhadap molekul-molekul oksigen. Peristiwa ini telah terjadi sejak berjuta-juta tahun yang lalu, tetapi campuran molekul-molekul nitrogen yang muncul di atmosfer menjaga konsentrasi ozon relatif stabil.

Lapisan ozon ditemukan pada tahun 1913 oleh fisikawan Prancis Charles Fabry dan Henri Buisson. Pengukuran sinar matahari menunjukkan bahwa radiasi yang dikirim keluar dari permukaannya dan mencapai tanah di Bumi biasanya sesuai dengan spektrum benda hitam dengan suhu di kisaran 5'500-6'000 K (5'277 sampai 5'727 °C), kecuali bahwa tidak ada radiasi di bawah panjang gelombang sekitar 310 nm pada akhir spektrum ultraviolet. Disimpulkan bahwa radiasi yang hilang diserap oleh sesuatu di atmosfer. Akhirnya spektrum radiasi yang hilang hanya cocok untuk satu kimiawi, ozon. Sifat-sifatnya dieksplorasi secara rinci oleh ahli meteorologi Inggris G. M. B. Dobson, yang mengembangkan spektrofotometer sederhana (yang dapat digunakan untuk mengukur ozon stratosfer dari tanah. Antara 1928 dan 1958, Dobson mendirikan jaringan stasiun pemantauan ozon di seluruh dunia, yang terus beroperasi sampai hari ini. "Satuan Dobson", ukuran yang mudah digunakan dari bagian teratas ozon, dinamai untuk menghormatinya.

Lapisan ozon menyerap 97 sampai 99 persen frekuensi menengah sinar ultraviolet Matahari (panjang gelombang dari sekitar 200 nm hingga 315 nm), yang sebaliknya berpotensi merusak kehidupan yang terpapar di dekat permukaan.

Majelis Umum Perserikatan Bangsa-Bangsa telah menunjuk 16 September sebagai Hari Internasional untuk Pelestarian Lapisan Ozon.

Sumber

Tingkat ozon di berbagai ketinggian dan pemblokiran berbagai pita radiasi ultraviolet. Intinya semua UVC (100–280 nm) dihalangi oleh dioksigen (dari 100–200 nm) atau lainnya oleh ozon (200–280 nm) di atmosfer. Bagian yang lebih pendek dari pita UV-C dan UV yang lebih energetik di atas pita ini menyebabkan pembentukan lapisan ozon, ketika atom oksigen tunggal diproduksi oleh fotolisis UV dioksigen (di bawah 240 nm) bereaksi dengan lebih banyak dioksigen. Lapisan ozon juga menghambat sebagian besar, tapi tidak seluruhnya, dari pita UV-B (280–315 nm) yang berjemur terbakar, yang terletak pada panjang gelombang yang lebih panjang dari UV-C. Pita UV yang paling dekat dengan cahaya tampak, UV-A (315–400 nm), hampir tidak terpengaruh oleh ozon, dan sebagian besar mencapai tanah. UV-A tidak terutama menyebabkan kulit memerah, namun ada bukti bahwa hal tersebut menyebabkan kerusakan kulit jangka panjang.

Mekanisme fotokimia yang memunculkan lapisan ozon ditemukan oleh fisikawan Inggris Sydney Chapman pada tahun 1930. Ozon di stratosfer bumi diciptakan oleh sinar ultraviolet yang mengenai molekul oksigen yang mengandung dua atom oksigen (O2), membelah mereka menjadi atom oksigen individu (oksigen atomikn); Oksigen atomik kemudian digabungkan dengan O2 yang tidak terputus untuk menghasilkan ozon, O3. Molekul ozon tidak stabil (walaupun, di stratosfer, berumur panjang) dan ketika sinar ultraviolet menyentuh ozon, ia terbagi menjadi molekul O2 dan atom oksigen individual, sebuah proses berlanjut yang disebut Siklus ozon-oksigen. Secara kimia, proses ini bisa digambarkan sebagai berikut:

O2 + ℎνuv → 2O

O + O2 ↔ O3

Sekitar 90 persen ozon di atmosfer terkandung dalam stratosfer. Konsentrasi ozon paling besar antara sekitar 20−40 km, di mana mereka berkisar dari sekitar 2 sampai 8 bagian per juta. Jika semua ozon dikompresi ke tekanan udara di permukaan laut, lapisan ozon akan menjadi hanya setebal 3 milimeter (1⁄8 inci).

Sinar ultraviolet

Tingkat energi UV-B di beberapa ketinggian. Garis biru menunjukkan sensitivitas DNA. Garis merah menunjukkan tingkat energi permukaan dengan penurunan ozon 10 persen

Meskipun konsentrasi ozon di lapisan ozon sangat kecil, ia sangat penting untuk kehidupan karena menyerap radiasi ultraviolet (UV) yang berbahaya secara biologis, yang berasal dari matahari. UV sangat pendek atau UV vakum (10–100 nm) disaring keluar oleh nitrogen. Radiasi UV yang mampu menembus nitrogen dibagi menjadi tiga kategori, berdasarkan panjang gelombangnya; Ia disebut sebagai UV-A (400–315 nm), UV-B (315–280 nm), dan UV-C (280–100 nm).

UV-C, yang sangat berbahaya bagi semua makhluk hidup, sepenuhnya disaring dengan kombinasi dioksigen (< 200 nm) dan ozon (> sekitar 200 nm) pada ketinggian sekitar 35 kilometer (115.000 ft). Radiasi UV-B bisa berbahaya bagi kulit dan merupakan penyebab utama terbakarnya kulit oleh sinar matahari (bahasa Inggris: sunburn); Paparan berlebihan juga bisa menyebabkan katarak, penekanan sistem kekebalan tubuh, dan kerusakan genetik, sehingga menimbulkan masalah seperti kanker kulit. Lapisan ozon (yang menyerap dari sekitar 200 nm hingga 310 nm dengan penyerapan maksimal sekitar 250 nm) sangat efektif dalam menyaring UV-B; Untuk radiasi dengan panjang gelombang 290 nm, intensitas di puncak atmosfer adalah 350 juta kali lebih kuat daripada di permukaan bumi. Meskipun demikian, beberapa UV-B, terutama pada panjang gelombang terpanjang, mencapai permukaan, dan penting untuk produksi vitamin D kulit.

Ozon transparan untuk kebanyakan UV-A, sehingga sebagian besar radiasi UV panjang gelombang ini mencapai permukaan, dan ini merupakan sebagian besar UV yang sampai ke Bumi. Jenis radiasi UV ini secara signifikan kurang berbahaya bagi DNA, walaupun mungkin berpotensi menyebabkan kerusakan fisik, penuaan dini pada kulit, kerusakan genetik tidak langsung, dan kanker kulit.

Distribusi di stratosfer

Ketebalan lapisan ozon—yaitu jumlah ozon dalam kolom di atas kepala—bervariasi oleh faktor besar di seluruh dunia, yang pada umumnya lebih kecil di dekat khatulistiwa dan lebih besar ke arah kutub. Ketebalan ini juga bervariasi dengan musim, pada umumnya lebih tebal selama musim semi dan lebih tipis selama musim gugur. Alasan terhadap lintang dan ketergantungan musim ini sulit untuk dijelaskan, yang melibatkan pola sirkulasi atmosfer serta intensitas matahari.

 

Karena ozon stratosfer diproduksi oleh radiasi UV matahari, orang mungkin berharap untuk menemukan tingkat ozon tertinggi di daerah tropis dan yang paling rendah di daerah kutub. Argumen yang sama akan membuat seseorang memperkirakan tingkat ozon tertinggi di musim panas dan terendah di musim dingin. Perilaku yang diamati sangat berbeda: sebagian besar ozon ditemukan di lintang tengah ke atas belahan utara dan selatan, dan tingkat tertinggi ditemukan di musim semi, bukan musim panas, dan terendah di musim gugur, bukan musim dingin Di belahan bumi utara. Selama musim dingin, lapisan ozon benar-benar meningkat secara mendalam. Teka-teki ini dijelaskan oleh pola angin stratosfer yang berlaku, yang dikenal sebagai sirkulasi Brewer-Dobson. Sementara sebagian besar ozon memang tercipta di daerah tropis, sirkulasi stratosfer kemudian mengangkutnya ke kutub dan ke bawah menuju stratosfer bawah lintang tinggi.[7] Namun, karena fenomena lubang ozon, jumlah kolom ozon terendah yang ditemukan di seluruh dunia berada di atas Antartika pada musim semi selatan bulan September dan Oktober dan pada tingkat yang lebih rendah di atas Arktik di musim semi utara dari bulan Maret, April, dan Mei.

Sirkulasi Brewer-Dobson dalam lapisan ozon.

Lapisan ozon lebih tinggi di dataran tinggi di daerah tropis, dan berada di ketinggian di bawah daerah tropis, terutama di daerah kutub. Variasi ketinggian ozon ini berasal dari sirkulasi lambat yang mengangkat udara miskin ozon keluar dari troposfer ke stratosfer. Karena udara ini perlahan naik di daerah tropis, ozon diproduksi saat matahari di atas memfotolisis molekul oksigen. Karena tingkat sirkulasi yang lambat ini mengalir dan mengalir ke garis lintang tengah, ia membawa udara kaya ozon dari stratosfer tengah tropis ke stratosfer bawah dan lintang atas yang tinggi. Konsentrasi ozon tinggi pada lintang tinggi disebabkan oleh akumulasi ozon di dataran rendah.

Sirkulasi Brewer-Dobson bergerak sangat lambat. Waktu yang diperlukan untuk mengangkat paket udara sebesar 1 km di stratosfer tropis yang lebih rendah adalah sekitar 2 bulan (18 m per hari). Namun, transportasi menuju kutub horizontal di stratosfer bawah jauh lebih cepat dan mencapai sekitar 100 km per hari di belahan bumi utara sementara hanya setengahnya di belahan bumi bagian selatan. (~51 km per hari).[9] Meskipun ozon di stratosfer tropis rendah diproduksi pada tingkat yang sangat lambat, sirkulasi pengangkatannya sangat lambat sehingga ozon dapat terbentuk hingga tingkat yang relatif tinggi pada saat mencapai 26 kilometer (16 mi).

Jumlah ozon di atas daratan Amerika Serikat (25° LU sampai 49° LU) tertinggi di musim semi utara (April dan Mei). Jumlah ozon ini jatuh sepanjang musim panas ke jumlah terendah pada bulan Oktober, dan kemudian naik kembali sepanjang musim dingin.[10] Sekali lagi, pengangkutan ozon oleh angin terutama bertanggung jawab atas perubahan musiman dari pola ozon lintang yang lebih tinggi ini.

Jumlah kolom ozon total umumnya meningkat saat kita bergerak dari daerah tropis ke lintang yang lebih tinggi di kedua belahan Bumi. Namun, jumlah kolom keseluruhan lebih besar di belahan bumi utara yang memiliki garis lintang tinggi daripada di garis lintang selatan yang tinggi. Sebagai tambahan, sementara jumlah ozon kolom tertinggi di Kutub Utara terjadi di musim semi utara (Maret-April), sebaliknya terjadi di Antartika, di mana jumlah kolom ozon  terendah terjadi di musim semi selatan (September-Oktober).

Penipisan

Proyeksi NASA tentang konsentrasi ozon stratosfer jika klorofluorokarbon tidak dilarang

Lapisan ozon dapat dirusak dengan katalis radikal bebas, termasuk nitrat oksida (NO), dinitrogen oksida (N2O), hidroksil (OH), atom klorin (Cl), dan atom bromin (Br). Meskipun ada sumber alami untuk semua spesi ini, konsentrasi klorin dan bromin meningkat tajam dalam beberapa dekade terakhir karena pelepasan sejumlah besar senyawa buatan organohalogen, terutama klorofluorokarbon (CFC) dan bromofluorokarbon. Senyawa yang sangat stabil ini mampu bertahan naik ke stratosfer, di mana Cl dan Br radikal terbebaskan oleh aksi sinar ultraviolet. Setiap radikal kemudian bebas untuk memulai dan mengkatalisis reaksi berantai yang mampu menghancurkan lebih dari 100,000 molekul ozon. Pada tahun 2009, dinitrogen oksida adalah bahan perusak ozon (bahasa Inggris: Ozon Depleting Substances; ODS) terbesar yang dipancarkan melalui aktivitas manusia.

Pemecahan ozon di stratosfer menyebabkan berkurangnya penyerapan radiasi ultraviolet. Akibatnya, radiasi ultraviolet yang tidak terserap dan berbahaya mampu mencapai permukaan bumi dengan intensitas yang lebih tinggi. Tingkat ozon telah turun rata-rata di seluruh dunia sekitar 4 persen sejak akhir 1970-an. Untuk sekitar 5 persen permukaan bumi, di sekitar kutub utara dan selatan, penurunan musiman yang jauh lebih besar telah terlihat, dan digambarkan sebagai "lubang ozon".[10] Penemuan penipisan ozon tahunan di atas Antartika pertama kali diumumkan oleh Joe Farman, Brian Gardiner dan Jonathan Shanklin, dalam sebuah makalah yang terbit di Nature Pada tanggal 16 Mei 1985.

Ozon adalah gas beracun sehingga bila berada dekat permukaan tanah akan berbahaya bila terhisap dan dapat merusak paru-paru. Sebaliknya, lapisan ozon di atmosfer melindungi kehidupan di Bumi karena ia melindunginya dari radiasi sinar ultraviolet yang dapat menyebabkan kanker. Oleh karena itu, para ilmuwan sangat khawatir ketika mereka menemukan bahwa bahan kimia klorofluorokarbon (CFC) yang biasa digunakan sebagai media pendingin dan gas pendorong spray aerosol, memberikan ancaman terhadap lapisan ini. Bila dilepas ke atmosfer, zat yang mengandung klorin ini akan dipecah oleh sinar Matahari yang menyebabkan klorin dapat bereaksi dan menghancurkan molekul-molekul ozon. Setiap satu molekul CFC mampu menghancurkan hingga 100.000 molekul ozon.[14] Oleh karena itu, penggunaan CFC dalam aerosol dilarang di Amerika Serikat dan negara-negara lain di dunia. Bahan-bahan kimia lain seperti bromin halokarbon, dan juga nitrogen oksida dari pupuk, juga dapat menyerang lapisan ozon.

Menipisnya lapisan ozon dalam atmosfer bagian atas diperkirakan menjadi penyebab meningkatnya penyakit kanker kulit dan katarak pada manusia, merusak tanaman pangan tertentu, memengaruhi plankton yang akan berakibat pada rantai makanan di laut, dan meningkatnya karbon dioksida (lihat pemanasan global) akibat berkurangnya tanaman dan plankton. Sebaliknya, terlalu banyak ozon di bagian bawah atmosfer membantu terjadinya kabut campur asap, yang berkaitan dengan iritasi saluran pernapasan dan penyakit pernapasan akut bagi mereka yang menderita masalah kardiopulmoner.

Lubang ozon

Lubang ozon di Antartika (2012)

Pada awal tahun 1980-an, para peneliti yang bekerja di Antartika mendeteksi hilangnya ozon secara periodik di atas benua tersebut. Keadaan yang dinamakan lubang ozon (suatu area ozon tipis pada lapisan ozon) ini, terbentuk saat musim semi di Antartika dan berlanjut selama beberapa bulan sebelum menebal kembali. Studi-studi yang dilakukan dengan balon pada ketinggian tinggi dan satelit-satelit cuaca menunjukkan bahwa persentase ozon secara keseluruhan di Antartika sebenarnya terus menurun. Penerbangan-penerbangan yang dilakukan untuk meneliti hal ini juga memberikan hasil yang sama.

Regulasi

Pada tahun 1987, ditandatangani Protokol Montreal, suatu perjanjian untuk perlindungan terhadap lapisan ozon. Protokol ini kemudian diratifikasi oleh 36 negara termasuk Amerika Serikat.[16][17] Pelarangan total terhadap penggunaan CFC sejak 1990 diusulkan oleh Komunitas Eropa (sekarang Uni Eropa) pada tahun 1989, yang juga disetujui oleh Presiden AS George Bush. Pada Desember 1995, lebih dari 100 negara setuju untuk secara bertahap menghentikan produksi pestisida metil bromida di negara-negara maju.[18] Bahan ini diperkirakan dapat menyebabkan pengurangan lapisan ozon hingga 15 persen pada tahun 2000. CFC tidak diproduksi lagi di negara maju pada akhir tahun 1995 dan dihentikan secara bertahap di negara berkembang hingga tahun 2010. Hidroklorofluorokarbon atau HCFC, yang lebih sedikit menyebabkan kerusakan lapisan ozon bila dibandingkan CFC, digunakan sementara sebagai pengganti CFC, hingga 2020 pada negara maju dan 2016 di negara berkembang.

Untuk memonitor berkurangnya ozon secara global, pada tahun 1991, National Aeronautics and Space Administration (NASA) meluncurkan Satelit Peneliti Atmosfer. Satelit dengan berat 7 ton ini mengorbit pada ketinggian 600 km (372 mil) untuk mengukur variasi ozon pada berbagai ketinggian dan menyediakan gambaran jelas pertama tentang kimiawi atmosfer di atas.

 

Sumber Artikel: id.wikipedia.org

Prof. Dr. Kumala Dewi M.Sc.St., dilantik sebagai Guru Besar pada Fakultas Biologi UGM dalam bidang ilmu Fisiologi Tumbuhan.

Dalam pelantikan yang berlangsung Kamis(28/7) ia menyampaikan pidato dengan judul Peran Fitohormon Dalam Pengaturan Pertumbuhan, Perkembangan Dan Adaptasi Tanaman Terhadap Perubahan Iklim Global.

Kumala mengungkapkan bahwa tiap tahapan dalam siklus hidup tanaman diatur oleh hormon. Tiap proses pertumbuhan dan perkembangan merefleksikan adanya interaksi beberapa hormon. Sebab tanaman bersifat sessile maka tanaman akan bertahan melalui penyesuaian aktivitas biologi saat terpapar cekaman biotik dan abiotik.

“Pada kondisi inipun hormon tumbuhan berperan pula dalam memodifikasi respons biologi untuk membentuk dan mempertahankan toleransi tanaman terhadap cekaman,”ungkapnya.

Fitohormon melanjutkan, memampukan tanaman untuk mempunyai fleksibilitas dan tetap tumbuh dengan baik pada beragam faktor lingkungan tumbuh yang berbeda seperti cahaya, temperatur, kelembaban, keberadaan patogen dan lain-lain. Oleh sebab itu pemahaman mengenai metabolisme hormon pada tanaman sangatlah penting bagi pengembangan pendekatan fisiologis, biokimia dan bioteknologi dalam rangka penanggulangan cekaman.

“Bahkan dengan adanya perubahan iklim global yang diprediksi akan menurunkan produktivitas tanaman. Aplikasi hormon atau modifikasi kandungan hormon menggunakan teknologi mutasi atau transgenik bisa diterapkan untuk mendapatkan tanaman yang mampu bertahan terhadap beragam kondisi lingkungan dengan hasil dan kualitas nutrisi yang baik,”ungkapnya.

Hal tersebut diungkapkan Kumala akan mendukung ketersediaan pangan untuk umat manusia. Pemahaman selanjutnya mengenai bagaimana informasi yang dibawa oleh hormon bisa diintegrasikan selama siklus hidup tanaman dan mekanisme molekuler yang mengatur sintesis hormon, pensinyalan serta aksi hormon masih perlu diteliti terutama terkait peran fitohormon dalam tanggapan tanaman yang mengalami perubahan iklim.

Kumala menjelaskan engineering fitohormon sangat menjanjikan bagi ahli biologi tumbuhan. Walaupun seperti itu, masih memerlukan jalan yang panjang untuk mendapatkan phytohormone-engineered crops, yang utama padi, gandum dan jagung yang stabil dan memberi hasil panen yang baik untuk pemenuhan kebutuhan pangan dunia. Untuk menciptakan tujuan itu perlu banyak dilaksanakan penelitian terutama yang berkaitan dengan tanggapan tanaman terhadap kombinasi cekaman di kondisi lapangan.

Disadur dari sumber ugm.ac.id

BANDUNG, itb.ac.id—Guru Besar Purnabakti ITB, Prof. Pantur Silaban, Ph.D., sudah berpulang pada Senin (1/8/2022). Untuk mengenang jasa dan bakti beliau, pada Rabu (4/7/2022), ITB mengadakan upacara pelepasan jenazah di Aula Barat.

Kepergian seorang fisikawan hebat dari Indonesia ini tentu menjadi kabar duka bagi keluarga besar Institut Teknologi Bandung. Hal tersebut seperti yang disampaikan Rektor melalui Wakil Rektor Bidang Keuangan, Perencanaan, dan Pengembangan, Ir. Muhamad Abduh, Ph.D.

“Prof. Pantur Silaban, Ph.D., ialah dosen ITB yang beragam karyanya perlu kami rujuk bersama dan sikap hidupnya perlu dicontoh sebagai teladan. Dimulai menjadi dosen muda hingga menuntaskan tugasnya sampai purna bakti sebagai Guru Besar beliau tetap menunjukan dedikasi yang tinggi untuk ITB terutama untuk bidang kepakarannya sebagai Guru Besar di bidang ilmu relativitas,”

Pantur Silaban lahir di Tapanuli, Sumatra Utara, 11 November 1937 silam. Beliau menempuh pendidikan di ITB dan meraih gelar Sarjana Sains di bidang fisika teoritik (theoretical physics) pada tahun 1964 di Departemen Fisika ITB. Beliau meraih gelar Ph.D. di bidang relativitas umum pada tahun 1971 dari Departemen Fisika, Syracuse University, Syracuse, New York, USA.

Semenjak memulai karier sebagai asisten dosen Fisika di ITB tahun 1964-1966, Pantur Silaban berhasil mendapatkan gelar Guru Besar di bidang Fisika Teoritik pada 1994-2002. Sumber lain menjelaskan bahwa beliau pernah belajar mengenai keilmuan relativitas dari muridnya Einstein.

Beliau juga aktif di dalam organisasi fisika nasional maupun internasional, seperti menjadi anggota Indonesian Physical Society (HFI), South East Asean Theoretical Physics Association, Singapore; Society For Gravitation, Boston, Massachusetts, USA; American Physical Society, USA (hingga 1987); dan Albert Einstein Society, Bern, Switzerland.

Selamat jalan, Bapak Ilmu Relativitas dari ITB.

Disadur dari sumber itb.ac.id

VIVA – Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Riset dan Teknologi (Kemendikbudristek) mengumumkan pada tahun ajaran baru 2022/2023 sekolah dapat mulai menerapkan Kurikulum Merdeka. Tak hanya menitikberatkan pada kebebasan dalam merancang kurikulum dan menetapkan perangkat ajar, kurikulum inipun memberikan ruang bagi guru dan sekolah untuk mengembangkan kegiatan belajar mengajar berdasarkan karakteristik, minat, dan bakat siswa.

Perusahaan rintisan berbasis teknologi pendidikan (startup edutech) Quipper men-support pengembangan sumber daya manusia (SDM) ramah teknologi melalui kolaborasi dengan Kemendikbudristek.

Direktur Quipper Indonesia Yuki Naotori secara tegas bersedia mendukung sekolah dan pemerintah guna mengubah aktifitas belajar-mengajar (KBM) dengan teknologi dan konten terbaru.

"Kita akan selalu bersedia mendukung sekolah dan pemerintah dalam mentransformasi pendidikan Indonesia," ungkapnya, Rabu, (27/7/2022). Quipper mengaku mempunyai misi meningkatkan mutu pendidikan melalui teknologi digital. Tak hanya itu, layanan Quipper seperti tes minat bakat dan Try Out UTBK online dinilai bisa melengkapi program Smart School. Pada pelaksanaanya, para siswa akan mempergunakan aplikasi Smart School untuk melaksanakan tes. Kemudian, mereka diarahkan untuk membuat akun di aplikasi atau website Quipper kemudian mengerjakan tes secara online.

Sesudah selesai, laporan tes dikirimkan ke email masing-masing siswa dan pihak sekolah. Program Quipper ini telah diterapkan di Provinsi Sulawesi Selatan. Startup edutech asal London, Inggris ini sukses mengadakan tes minat bakat bagi 100.000 siswa kelas 10 pada 18-20 Juli 2022, baik SMA dan SMK, se-Sulawesi Selatan.

"Kita begitu terkesan atas inisiatif Pemerintah Provinsi Sulawesi Selatan dalam memanfaatkan teknologi digital untuk aktifitas belajar-mengajar serta percepatan peralihan dari offline ke hybrid learning. Kita percaya akan memberikan dampak positif untuk siswa-siswi di Sulawesi Selatan," ungkap Yuki.

Kepala Dinas Pendidikan Provinsi Sulawesi Selatan Setiawan Aswad mengungkapkan bahwa tes minat bakat ini adalah salah satu langkah awal dalam penerapan Kurikulum Merdeka. Kelas 10 disasar agar siswa bisa mengetahui bakat dan minat lebih awal untuk mempermudah penentuan bidang ilmu yang ingin mereka dalami, serta karier yang ingin mereka capai. "Dengan diselenggarakannya tes minat bakat ini, kita berharap siswa-siswi dapat mengetahui potensi dirinya. Sehingga, mereka semakin yakin dalam mengikuti UTBK dan lulus PTN di jurusan yang tepat sesuai dengan bakat dan minat masing-masing," ujar Setiawan.

Try Out UTBK rencananya akan diadakan pada September 2022, November 2022, dan Maret 2023. Sementara Quipper Championship, yaitu kompetisi cerdas cermat bagi siswa kelas 10 sampai 12 dan sekolah se-Indonesia akan diadakan pada Oktober 2022.

Disadur dari sumber viva.co.id

Sel surya atau sel fotovoltaik, adalah sebuah alat semikonduktor yang terdiri dari sebuah wilayah-besar dioda pertemuan p-n, di mana dengan adanya cahaya matahari dapat menciptakan energi listrik yang berguna. Pengubahan bentuk energi ini disebut efek fotovoltaik. Bidang riset berhubungan dengan sel surya dikenal sebagai fotovoltaik.

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.

Banyak bahan semikonduktor yang dapat dipakai untuk membuat sel surya diantaranya silikon, titanium oksida, germanium, dll.

Aplikasi

Rakitan sel surya digunakan untuk membuat modul surya yang menghasilkan daya listrik dari sinar matahari, yang dibedakan dari "modul termal surya" atau "panel air panas surya". Jajaran surya menghasilkan tenaga surya menggunakan energi matahari.

Sel, panel, modul, dan sistem

Dari sel surya ke sistem PV. Diagram komponen yang mungkin dari sistem fotovoltaik

Beberapa sel surya dalam kelompok terpadu, semuanya berorientasi dalam satu bidang, membentuk panel atau modul fotovoltaik surya. Modul fotovoltaik sering kali memiliki selembar kaca di sisi yang menghadap matahari, memungkinkan cahaya untuk lewat dan melindungi wafer semikonduktor. Sel surya biasanya dihubungkan secara seri dan paralel atau seri dalam modul, menciptakan tegangan tambahan. Menghubungkan sel secara paralel menghasilkan arus yang lebih tinggi. Namun, masalah seperti efek bayangan dapat mematikan string paralel (sejumlah sel yang terhubung secara seri) yang lebih lemah (kurang menyala) menyebabkan kehilangan daya yang substansial dan kemungkinan kerusakan karena bias balik diterapkan pada sel-sel yang tertutupi oleh sel lainnya yang disoroti cahaya. String sel seri biasanya ditangani secara independen dan tidak terhubung secara paralel, meskipun hingga tahun 2014 kotak daya individu telah sering dipasok untuk setiap modul dan terhubung secara paralel. Meskipun modul dapat dihubungkan untuk membuat jajaran surya dengan tegangan DC puncak yang diinginkan dan kapasitas arus pemuatan, MPPT independen lebih disukai (pelacak titik daya maksimum). Jika tidak, dioda shunt dapat mengurangi hilangnya daya bayangan dalam jajaran surya menggunakan sel yang terhubung secara seri/paralel.   

Harga sistem PV tipikal pada 2013 di negara-negara tertentu ($/W)

Sejarah

Efek fotovoltaik didemonstrasikan pertama kali oleh fisikawan Prancis Edmond Becquerel. Pada tahun 1839, pada usia 19, ia membangun sel fotovoltaik pertama di dunia di laboratorium ayahnya. Willoughby Smith pertama kali menggambarkan "Effect of Light on Selenium during the passage of an Electric Current" ("Pengaruh Cahaya pada Selenium selama perjalanan Arus Listrik") dalam Nature edisi 20 Februari 1873. Pada tahun 1883 Charles Fritts membangun sel fotovoltaik padat pertama dengan melapisi selenium semikonduktor dengan lapisan tipis emas untuk membentuk persimpangan; perangkat ini hanya memiliki efisiensi sekitar 1%. Capaian lain termasuk:

• 1888 - Fisikawan Rusia Aleksandr Stoletov membangun sel pertama berdasarkan efek fotolistrik luar yang ditemukan oleh Heinrich Hertz pada tahun 1887.
• 1905 - Albert Einstein mengusulkan teori kuantum cahaya yang baru dan menjelaskan efek fotolistrik dalam makalah penting, di mana ia menerima Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 1921.
• 1941 - Vadim Lashkaryov menemukan pertemuan p-n pada sel proto Cu2O dan Ag2S.
• 1946 - Russell Ohl mematenkan sel surya semikonduktor junction modern, sambil mengerjakan serangkaian kemajuan yang akan mengarah pada transistor.
• 1954 - sel fotovoltaik praktis pertama didemonstrasikan secara publik di Bell Laboratories. Para penemu adalah Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin dan Gerald Pearson.
• 1958 - sel surya menjadi terkenal dengan penggabungannya ke satelit Vanguard I.

NASA menggunakan sel surya di pesawat ruang angkasa sejak awal. Sebagai Contoh, Explorer 6, diluncurkan pada tahun 1959, memiliki empat jajaran yang akan terbuka begitu mencapai orbit. jajaran ini menyediakan daya untuk berbulan-bulan di luar angkasa.

Aplikasi luar angkasa

Sel surya pertama kali digunakan dalam aplikasi yang menonjol ketika mereka diusulkan dan diterbangkan pada satelit Vanguard pada tahun 1958, sebagai sumber daya alternatif ke sumber daya baterai utama. Dengan menambahkan sel ke bagian satelit, waktu misi dapat diperpanjang tanpa perubahan besar pada pesawat ruang angkasa atau sistem dayanya. Pada tahun 1959 Amerika Serikat meluncurkan Explorer 6, menampilkan jajaran surya besar berbentuk sayap, yang menjadi fitur umum pada satelit tersebut. Jajaran ini terdiri dari 9600 sel surya Hoffman.

Pada 1960-an, sel surya adalah sumber daya utama untuk sebagian besar satelit yang mengorbit Bumi dan sejumlah wahana antariksa di tata surya, karena menawarkan rasio daya-terhadap-berat yang terbaik. Namun, keberhasilan ini dimungkinkan karena dalam aplikasi luar angkasa, biaya sistem daya bisa begitu tinggi, karena pengguna ruang memiliki sedikit opsi daya lain, dan kesediaan membayar untuk sel surya terbaik. Pasar tenaga luar angkasa mendorong pengembangan efisiensi yang lebih tinggi dalam sel surya hingga program Yayasan Sains Nasional "Penelitian yang Diterapkan untuk Kebutuhan Nasional" mulai mendorong pengembangan sel surya untuk aplikasi terestrial.

Pada awal 1990-an teknologi yang digunakan untuk sel surya luar angkasa membelok dari teknologi silikon yang digunakan untuk panel terestrial, dengan aplikasi pesawat ruang angkasa bergeser ke bahan semikonduktor III-V berbasis galium arsenida, yang kemudian berkembang menjadi sel fotovoltaik multipertemuan III-V modern yang digunakan di pesawat luar angkasa.

Penurunan biaya

Pemutakhiran terjadi secara bertahap selama 1960-an. Ini juga merupakan alasan bahwa biaya sel surya begitu tinggi, karena pengguna bersedia membayar untuk sel terbaik, tanpa meninggalkan alasan untuk berinvestasi dalam solusi yang lebih murah dan kurang efisien. Harga sebagian besar ditentukan oleh industri semikonduktor; perpindahan tren menuju sirkuit terpadu pada 1960-an menyebabkan ketersediaan boule yang lebih besar dengan harga relatif lebih rendah. Ketika harganya turun, harga sel yang dihasilkan juga. Efek ini menurunkan biaya sel pada tahun 1971 menjadi sekitar $ 100 per watt.

Pada akhir 1969 Elliot Berman bergabung dengan gugus tugas Exxon yang sedang mencari proyek 30 tahun di masa depan dan pada April 1973 ia mendirikan Solar Power Corporation, anak perusahaan yang sepenuhnya dimiliki Exxon pada waktu itu. Kelompok ini menyimpulkan bahwa daya listrik akan jauh lebih mahal pada tahun 2000, dan merasa bahwa kenaikan harga ini akan membuat sumber energi alternatif lebih menarik. Dia melakukan studi pasar dan menyimpulkan bahwa harga per watt sekitar $ 20/watt akan menciptakan permintaan yang signifikan. Tim menghilangkan langkah-langkah memoles wafer dan melapisinya dengan lapisan anti-reflektif, dengan mengandalkan permukaan wafer gergajian kasar. Tim juga mengganti bahan-bahan mahal dan kabel tangan yang digunakan dalam aplikasi luar angkasa dengan papan sirkuit cetak di bagian belakang, plastik akrilik di bagian depan, dan lem silikon di antara keduanya, "pot" sel. Sel surya dapat dibuat menggunakan bahan buangan dari pasar elektronik. Pada tahun 1973 mereka mengumumkan produk, dan SPC meyakinkan Tideland Signal untuk menggunakan panelnya untuk memberi daya pada pelampung navigasi, awalnya untuk US Coast Guard.

Pengurangan biaya dan pertumbuhan eksponensial

Volume energi sel surya Si dan minyak yang dikumpulkan oleh manusia per dolar, dan intensitas karbon dari beberapa teknologi pembangkit listrik utama.

Menyesuaikan inflasi, biayanya adalah $ 96 per watt untuk modul surya pada pertengahan 1970-an. Peningkatan proses dan peningkatan produksi yang sangat besar telah menurunkan angka itu menjadi 99%, menjadi 68 ¢ per watt pada 2016, menurut data dari Bloomberg New Energy Finance. Hukum Swanson adalah pengamatan yang mirip dengan Hukum Moore yang menyatakan bahwa harga sel surya turun 20% untuk setiap penggandaan kapasitas industri. Itu ditampilkan dalam sebuah artikel di surat kabar mingguan Inggris The Economist pada akhir 2012.

Pemutakhiran lebih lanjut mengurangi biaya produksi hingga di bawah $ 1 per watt, dengan biaya grosir jauh di bawah $ 2. Biaya saldo sistem sejak saat itu menjadi lebih tinggi daripada biaya panel surya itu sendiri. Jajaran komersial besar dapat dibangun, pada 2010, di bawah $ 3,40 per watt, sepenuhnya beroperasi.

Ketika industri semikonduktor berpindah menuju boule yang semakin besar, peralatan lama menjadi tidak mahal. Ukuran sel surya tumbuh ketika peralatan menjadi tersedia di pasar surplus; Panel asli ARCO Solar menggunakan sel dengan diameter 2 hingga 4 inci (50 hingga 100 mm). Panel pada 1990-an dan awal 2000-an umumnya digunakan wafer 125 mm. Dan sejak 2008, hampir semua panel baru menggunakan sel 156 mm. Penyebaran dari televisi layar datar pada akhir 1990-an dan awal 2000-an menyebabkan tersedianya lembaran kaca besar berkualitas tinggi untuk menutupi panel.

Selama tahun 1990-an, sel polisilikon ("poli") menjadi semakin populer. Sel-sel ini menawarkan efisiensi yang lebih rendah dibandingkan dengan monosilikon ("mono"), tetapi mereka tumbuh dalam kuantitas besar yang mengurangi biaya. Pada pertengahan 2000-an, sel poli menjadi dominan di pasar panel berbiaya rendah, tetapi baru-baru ini mono kembali digunakan secara luas.

PV surya tumbuh tercepat di Asia, dengan Tiongkok dan Jepang saat ini menyumbang setengah dari penyebaran di seluruh dunia.[19] Kapasitas PV terpasang global mencapai setidaknya 301 gigawatt pada 2016, dan tumbuh untuk memasok 1,3% daya global pada 2016.

Faktanya, energi yang dikumpulkan oleh sel surya silikon dengan biaya satu dolar telah melampaui energi yang dihasilkan oleh minyak dengan biaya yang sama sejak 2004. Diperkirakan bahwa listrik dari PV akan bersaing dengan biaya listrik grosir di seluruh Eropa dan waktu pengembalian energi dari modul silikon kristal dapat dikurangi hingga di bawah 0,5 tahun pada tahun 2020.

Material

Sel surya biasanya dinamai dengan bahan semikonduktor pembuatnya. Bahan-bahan ini harus memiliki karakteristik tertentu untuk menyerap sinar matahari. Beberapa sel dirancang untuk menangani sinar matahari yang mencapai permukaan bumi, sementara yang lain dioptimalkan untuk digunakan di luar angkasa. Sel surya dapat dibuat hanya dari satu lapisan tunggal bahan penyerap cahaya (pertemuan tunggal) atau menggunakan beberapa konfigurasi fisik (multipertemuan) untuk memanfaatkan berbagai mekanisme penyerapan dan pemisahan muatan.

Sel surya dapat diklasifikasikan menjadi sel generasi pertama, kedua dan ketiga. Sel generasi pertama — juga disebut sel konvensional, tradisional, atau berbasis wafer — terbuat dari silikon kristal, teknologi PV yang dominan secara komersial, yang mencakup bahan-bahan seperti polisilikon dan silikon monokristalin. Sel generasi kedua adalah sel surya film tipis, yang meliputi silikon amorf, CdTe dan sel CIGS dan secara komersial signifikan dalam skala pembangkit listrik fotovoltaik, membangun fotovoltaik terintegrasi atau dalam sistem daya kecil yang berdiri sendiri. Generasi ketiga dari sel surya mencakup sejumlah teknologi film tipis yang sering digambarkan sebagai fotovoltaik pegari (emerging) — kebanyakan dari teknologi generasi ini belum diterapkan secara komersial dan masih dalam tahap penelitian atau pengembangan. Banyak yang menggunakan bahan organik, sering kali senyawa organologam serta zat anorganik. Terlepas dari kenyataan bahwa efisiensinya rendah dan stabilitas bahan penyerap sering kali terlalu rendah untuk aplikasi komersial, ada banyak penelitian yang diinvestasikan ke dalam teknologi ini karena mereka menjanjikan untuk mencapai tujuan menghasilkan biaya rendah, efisiensi tinggi sel surya.

Silikon kristal

Sejauh ini, bahan curah paling umum untuk sel surya adalah silikon kristal (c-Si), juga dikenal sebagai "silikon kualitas sel surya". Kumpulan silikon dipisahkan menjadi beberapa kategori sesuai dengan kristalinitas dan ukuran kristal dalam ingot, pita atau wafer yang dihasilkan. Sel-sel ini seluruhnya didasarkan pada konsep pertemuan p-n. Sel surya yang terbuat dari c-Si terbuat dari wafer dengan tebal antara 160 dan 240 mikrometer.

Silikon monokristalin

Sel surya silikon monokristalin (mono-Si) lebih efisien dan lebih mahal daripada kebanyakan jenis sel lainnya. Sudut-sudut sel terlihat terpotong, seperti segi delapan, karena bahan wafer dipotong dari ingot silinder, yang biasanya dibuat melalui proses Czochralski. Panel surya menggunakan sel mono-Si menampilkan pola khas berlian putih kecil.

Pengembangan silikon epitaksial

Wafer epitaksial silikon kristalin dapat ditumbuhkan pada wafer "benih" silikon monokristalin oleh deposisi uap kimia (CVD), dan kemudian terlepas sebagai wafer yang menopang diri sendiri dengan ketebalan standar (misalnya, 250 μm) yang dapat dimanipulasi dengan tangan, dan secara langsung diganti dengan sel wafer yang dipotong dari ingot silikon monokristalin. Sel surya yang dibuat dengan teknik "tanpa kerf" ini dapat memiliki efisiensi mendekati sel-sel wafer-cut, tetapi dengan biaya yang jauh lebih rendah jika CVD dapat dilakukan pada tekanan atmosfer dalam proses inline dengan throughput yang tinggi. Permukaan wafer epitaksial mungkin bertekstur untuk meningkatkan penyerapan cahaya.

Pada Juni 2015, dilaporkan bahwa sel surya heterojunction yang ditumbuhkan secara epitaksial pada wafer silikon tipe-n monokristalin telah mencapai efisiensi 22,5% dari total luas sel 243,4 cm{\displaystyle ^{2}}{\displaystyle ^{2}}.

Silikon polikristalin

Sel silikon polikristalin, atau silikon multikristalin (multi-Si) dibuat dari ingot kotak — blok besar silikon cair yang didinginkan dan dipadatkan dengan hati-hati. Sel ini terdiri dari kristal-kristal kecil yang memberikan material efek serpihan logam yang khas. Sel polisilikon adalah jenis yang paling umum digunakan dalam fotovoltaik dan lebih murah, tetapi juga kurang efisien, dibandingkan dengan yang dibuat dari silikon monokristalin.

Silikon pita

Silikon pita adalah jenis silikon polikristalin — dibentuk dengan menarik film tipis rata dari silikon cair dan menghasilkan struktur polikristalin. Sel-sel ini lebih murah daripada multi-Si, karena pengurangan besar dalam limbah silikon, karena pendekatan ini tidak memerlukan penggergajian dari ingot. Namun, sel ini juga kurang efisien.

Silikon mono-seperti-multi (MLM)

Bentuk sel ini dikembangkan pada 2000-an dan diperkenalkan secara komersial sekitar 2009. Juga disebut cor-mono, desain ini menggunakan ruang pencetakan polikristalin dengan "biji" kecil material monokristalin. Hasilnya adalah material seperti monokristalin yang dikelilingi polikristalin di permukaan luarnya. Ketika diiris untuk diproses, bagian dalam adalah sel seperti monokristalin efisiensi tinggi (tetapi bentuknya persegi bukannya "terpotong"), sedangkan tepi luarnya dalah polikristalin konvensional. Metode produksi ini menghasilkan sel seperti monokristalin dengan harga mirip polikristalin.

Film tipis

Teknologi film tipis mengurangi jumlah bahan aktif dalam sel. Sebagian besar desain menempatkan bahan aktif di antara dua panel kaca. Karena panel surya silikon hanya menggunakan satu panel kaca, panel film tipis kira-kira dua kali lebih berat dari panel silikon kristal, meskipun mereka memiliki dampak ekologis yang lebih kecil (ditentukan dari analisis siklus nyala).

Kadmium telurida

Kadmium telurida adalah satu-satunya bahan film tipis sejauh ini yang mampu menyaingi silikon kristal dalam hal biaya/watt. Namun kadmium sangat beracun dan persediaan telurium (anion: "telurium") terbatas. Kadmium yang ada dalam sel akan beracun jika dilepaskan begitu saja. Namun, pelepasan tidak mungkin terjadi selama operasi normal sel dan tidak mungkin terjadi saat ada kebakaran di atap rumah.[31] Satu meter persegi CdTe mengandung kira-kira jumlah Cd yang sama dengan baterai nikel kadmium sel C tunggal, dalam bentuk yang lebih stabil dan kurang terlarut.

Tembaga indium galium selenida

Tembaga indium galium selenida (CIGS) adalah bahan celah pita langsung. Sel ini memiliki efisiensi tertinggi (~ 20%) di antara semua bahan film tipis yang signifikan dan tersedia secara komersial (lihat sel surya CIGS). Metode fabrikasi tradisional melibatkan proses vakum termasuk co-evaporasi dan sputtering. Perkembangan terbaru di IBM dan Nanosolar berupaya untuk menurunkan biaya dengan menggunakan proses solusi non vakum.

Film tipis silikon

Sel film tipis silikon terutama disimpan oleh deposisi uap kimia (biasanya ditingkatkan plasma, PE-CVD) dari gas silena dan gas hidrogen. Tergantung pada parameter deposisi, proses ini dapat menghasilkan silikon amorf (a-Si atau a-Si:H), silikon protokristalin atau silikon nanokristalin (nc-Si atau nc-Si:H), juga disebut silikon mikrokristalin.

Silikon amorf adalah teknologi film tipis yang paling berkembang saat ini. Sel surya silikon amorf (a-Si) terbuat dari silikon nonkristal atau mikrokristalin. Silikon amorf memiliki celah pita yang lebih tinggi (1,7 eV) dari silikon kristalin (c-Si) (1,1 eV), yang berarti sel itu cenderung menyerap bagian dari spektrum matahari yang terlihat daripada bagian spektrum inframerah dengan kepadatan daya yang lebih tinggi. Produksi sel surya film tipis-Si menggunakan kaca sebagai substrat dan menyimpan lapisan silikon yang sangat tipis dengan deposisi uap kimia yang ditingkatkan plasma (PECVD).

Silikon protokristalin dengan fraksi volume rendah silikon nanokristalin optimal untuk tegangan rangkaian terbuka tinggi.[34] Nc-Si memiliki celah pita yang hampir sama dengan c-Si dan nc-Si dan a-Si secara menguntungkan dapat dikombinasikan dalam lapisan tipis, menciptakan sel berlapis yang disebut sel tandem. Sel atas berupa a-Si menyerap cahaya tampak dan meninggalkan bagian spektrum inframerah untuk sel bawah yang berupa nc-Si.

Film tipis galium arsenida

Bahan semikonduktor galium arsenida (GaAs) juga digunakan untuk sel surya film tipis kristal tunggal. Meskipun sel-sel GaAs sangat mahal, sel ini memegang rekor dunia dalam efisiensi untuk sel surya pertemuan tunggal pada 28,8%.[35] GaAs lebih umum digunakan dalam sel fotovoltaik multipertemuan untuk fotovoltaik terkonsentrasi (CPV, HCPV) dan untuk panel surya pada wahana antariksa, karena industri lebih menyukai efisiensi daripada biaya untuk tenaga surya berbasis antariksa. Berdasarkan literatur sebelumnya dan beberapa analisis teoritis, ada beberapa alasan mengapa GaAs memiliki efisiensi konversi daya yang tinggi. Pertama, celah pita GaAs adalah 1,43 ev yang hampir ideal untuk sel surya. Kedua, karena Gallium adalah produk sampingan dari peleburan logam lain, sel-sel GaAs relatif tidak sensitif terhadap panas dan dapat menjaga efisiensi tinggi ketika suhu cukup tinggi. Ketiga, GaAs memiliki berbagai pilihan desain. Menggunakan GaAs sebagai lapisan aktif dalam sel surya, para insinyur dapat memiliki banyak pilihan lapisan lain yang dapat menghasilkan elektron dan lubang lebih baik pada GaAs.

Manufaktur

Kalkulator bertenaga surya generasi awal

Sel surya berbagi beberapa teknik pemrosesan dan pembuatan yang sama seperti perangkat semikonduktor lainnya. Namun, persyaratan ketat untuk kebersihan dan kontrol kualitas fabrikasi semikonduktor lebih longgar untuk sel surya, sehingga menurunkan biaya produksinya.

Wafer silikon polikristalin dibuat dengan menggergaji ingot silikon cetak blok menjadi wafer dengan ketebalan 180 hingga 350 mikrometer. Wafer biasanya berbentuk tipe-p-terdoping. Difusi permukaan dopan tipe-n dilakukan di sisi depan wafer. Ini membentuk pertemuan p-n beberapa ratus nanometer di bawah permukaan.

Lapisan antipantulan kemudian biasanya diterapkan untuk meningkatkan jumlah cahaya yang diterima sel surya. Silikon nitrida secara bertahap menggantikan titanium dioksida sebagai bahan pilihan, karena kualitas pasivasi permukaannya yang sangat baik. Ini mencegah rekombinasi pembawa di permukaan sel. Lapisan setebal beberapa ratus nanometer diaplikasikan menggunakan metode PECVD. Beberapa sel surya memiliki permukaan depan bertekstur yang, seperti lapisan antipantul, meningkatkan jumlah cahaya yang mencapai wafer. Permukaan semacam itu pertama kali diterapkan pada silikon kristal tunggal, diikuti oleh silikon multikristalin kemudian.

Kontak logam area penuh dibuat di permukaan belakang, dan kontak logam seperti kisi yang terbuat dari "jari" halus dan "batang bus" yang lebih besar dicetak dengan layar ke permukaan depan menggunakan pasta perak. Ini adalah evolusi dari apa yang disebut proses "basah" untuk penerapan elektroda, pertama kali dijelaskan dalam paten AS yang diajukan pada tahun 1981 oleh Bayer AG. Kontak belakang dibentuk dengan sablon pasta logam, biasanya aluminium. Biasanya kontak ini menutupi seluruh bagian belakang, meskipun beberapa desain menggunakan pola kisi. Pasta tersebut kemudian ditembakkan pada beberapa ratus derajat celcius untuk membentuk elektroda logam dalam kontak ohmik dengan silikon. Beberapa perusahaan menggunakan langkah pelapisan listrik tambahan untuk meningkatkan efisiensi. Setelah kontak logam dibuat, sel surya dihubungkan dengan kabel pipih atau pita logam, dan dirangkai menjadi modul atau "panel surya". Panel surya memiliki selembar kaca temper di bagian depan, dan enkapsulasi polimer di bagian belakang.

Sebuah sel surya, terbuat dari wafer silikon poly-crystalline.

Sel surya

 

Sumber Artikel: id.wikipedia.org