Ciri-ciri Dikotil dan Monokotil

Tumbuhan Dikotil

Tumbuhan dikotil adalah tumbuhan berbunga yang memiliki biji berkeping dua. Kita bisa melihat dari bijinya. Apabila kita belah bijinya akan terdapat dua keping. Tumbuhan yang masuk ke dalam kelompok dikotil ini mempunyai sepasang daun lembaga. Daun lembaga tersebut terbentuk sudah sejak tahapan biji dengan demikian sebagian besar anggotanya memiliki biji yang mudah sekali terbelah menjadi dua bagian. Hal inilah yang menjadi pembeda utama antara tumbuhan dikotil dengan monokotil yang justru kepingan bijinya tunggal.

Ciri-ciri Tumbuhan Dikotil

1. Jumlah kotiledon (daun lembaga) nya dua.
2. Akarnya berupa akar tunggang dengan akar utama yang lebih besar dari akar sekunder.
3. Bentuk tulang daunnya cenderung menjari atau menyirip.
4. Bagian tudung akarnya atau kaliptrogen tidak dilengkapi dengan tudung akar.
5. Pada organ akarnya terdapat kambium karena salah satu fungsi akar pada tumbuhan dikotil adalah untuk menyimpan makanan.
6. Bunga umumnya berjumlah 2, 4 dan 5 atau kelipatannya.
7. Berkas pengangkut pada batang pembuluh kayu dan pembuluh tapis letaknya teratur.
8. Batang berkambium dan bercabang-cabang, mempunyai banyak dahan dan ranting.

Contoh Tumbuhan Dikotil

Seperti yang sudah dijelaskan tadi bahwa tumbuhan dapat dikelompokkan berdasarkan kelompok/suku tumbuhan termasuk tumbuhan dikotil yang dikelompokkan menjadi beberapa jenis yaitu:
1. Suku jarak-jarakan (Euphorbiaceae)
Contohnya adalah jarak, kapas, ubi dan lain-lain.
2. Suku jambu-jambuan (Myrtaceae)
Contohnya antara lain : jambu air, jambu biji, jambu monyet.
3. Suku terong-terongan (Solanaceae)
Contohnya antara : terong, tomat, kentang.
4. Suku polong-polongan (Leguminoceae)
Contohnya adalah : kacang, pete. kedelai.
5. Suku komposite (Compositae)
Contohnya antara lain : bunga matahari, bunga dahlia, bunga krisan.
6. Suku mangga-manggaan (Mangifera)
Contohnya adalah aneka jenis mangga.
7. Suku ara-araan (Moraceae)
Contohnya adalah beringin, mahoni, jati.
8. Suku lerak-lerakan (Sapindaceae)
Contohnya antara lain : rambutan, kelengkeng, leci.

Tumbuhan Monokotil

Tumbuhan monokotil adalah tumbuhan yang bagian bijinya tunggal atau mono atau tidak berkeping. Bijinya berupa biji utuh tidak terbelah.

Ciri-ciri Tumbuhan Monokotil

1. Jumlah kotiledon (daun lembaga) nya satu.
2. Akarnya berupa akar serabut.
3. Umumnya bentuk tulang daunnya sejajar.
4. Batang tidak berkambium.
5. Batang tidak bercabang.
6. Bagian-bagian bunga kelipatan 3.

Contoh Tumbuhan Monokotil

Tumbuhan monokotil atau tumbuhan dengan biji berkeping satu dikelompokkan menjadi 5 suku yaitu:
1. Suku rumput-rumputan (Graminae)
Contohnya antara lain : padi, jagung, gandum.
2. Suku pinang-pinangan (Palmae)
Contohnya adalah kelapa, sagu, pinang, salak, kurma.
3. Suku pisang-pisangan (Musaceae)
Contohnya adalah semua jenis pisang.
4. Suku anggrek-angrekan (Orchidaceae)
Contohnya adalah anggrek, vanili.
5. Suku jahe-jahean (Zingiberaceae)
Contohnya antara lain : jahe, kunyit, lengkuas, kencur, temu lawak.

Perbedaan Tumbuhan Dikotil dan Monokotil

Berdasarkan penjelasan tadi bahwa tumbuhan dapat digolongkan berdasarkan kepingan bijinya yaitu tumbuhan dikotil dan monokotil. Tumbuhan dikotil adalah tumbuhan berbiji atau berkeping dua sedangkan tumbuhan monokotil adalah tumbuhan berbiji berkeping satu.

Perbedaan tumbuhan dikotil dan juga monokotil sangatlah jelas terlihat dari ciri-cirinya diantaranya adalah bentuk akar, tulang daun, tudung akar, jumlah keping biji, kandungan akar dan batang, jumlah kelopak bunga, akar dan batang.

Berikut ini adalah perbedaan ciri-ciri pada tumbuhan dikotil dan monokotil berdasarkan ciri fisik yang dapat kita amati yaitu:
1. Jumlah keping biji atau kotiledon
* Dikotil : Memiliki dua buah keping biji
* Monokotil : Hanya memiliki satu buah keping biji

2. Bentuk tulang daun
* Dikotil : Menyirip atau menjari
* Monokotil : Melengkung atau sejajar

3. Jumlah kelopak bunga
* Dikotil : Biasanya kelipatan empat atau lima
* Monokotil : Umumnya adalah kelipatan tiga

4. Bentuk akar
* Dikotil : Memiliki sistem akar tunggang
* Monokotil : Memiliki sistem akar serabut

5. Tudung akar
* Dikotil : Tidak terdapat tudung akar
* Monokotil : Memiliki tudung akar

6. Kandungan akar dan batang
* Dikotil : Memiliki kambium
* Monokotil : Tidak memiliki kambium

7. Pelindung akar dan batang lembaga
* Dikotil : Tidak ada pelindung koleorhiza maupun koleoptil
* Monokotil : Adanya batang lembaga / koleoptil dan akar lembaga / koleorhiza

8. Pertumbuhan akar dan batang
* Dikotil : Pohonnya dapat tumbuh berkembang menjadi besar

* Monokotil : Umumnya tumbuhan perdu dan tidak bisa tumbuh membesar namun ada beberapa tumbuhan monokotil yang pohonnya menjulang tinggi.

Read More

Anatomi Tumbuhan

ANATOMI TUMBUHAN

April 19, 2010

Anatomi tumbuhan atau fitotomi adalah melihat keseluruhan fisik sebagai bagian-bagian yang secara fungsional berbeda. Anatomi tumbuhan biasanya dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan hierarki dalam kehidupan:

• Organologi, mempelajari struktur dan fungsi organ berdasarkan jaringan-jaringan penyusunnya;
• Histologi, mempelajari struktur dan fungsi berbagai jaringan berdasarkan bentuk dan peran sel penyusunnya; dan
• Sitologi, mempelajari struktur dan fungsi sel serta organel-organel di dalamnya, proses kehidupan dalam sel, serta hubungan antara satu sel dengan sel yang lainnya. Sitologi dikenal juga sebagai biologi sel.

Morfologi tumbuhan juga sering kali dikaji bersama-sama dengan anatomi tumbuhan.

A.  AKAR

Secara umum, ada dua jenis akar yaitu:

• Akar serabut : Akar ini umumnya terdapat pada tumbuhan monokotil. Walaupun terkadang, tumbuhan dikotil juga memilikinya (dengan catatan, tumbuhan dikotil tersebut dikembangbiakkan dengan cara cangkok, atau stek). Fungsi utama akar serabut adalah untuk memperkokoh berdirinya tumbuhan.
• Akar tunggang : Akar ini umumnya terdapat pada tumbuhan dikotil. Fungsi utamanya adalah untuk menyimpan makanan.

Anatomi akar terdiri dari:

• Kambium : lapisan sel hidup pada tumbuhan yang aktif membelah berfungsi untuk memperbesar batang, terletak di antara kulit dan kayu.

• Pembuluh tapis (floem) : deretan sel yang dindingnya searah dengan poros akar – batang dan berlubang – lubang halus sehingga membentuk pembuluh. Fungsinya untuk mengangkut zat makanan dari akar keseluruh tubuh tumbuhan.
• Pembuluh kayu (xylem) : deretan sel yang dindingnya searah dengan poros akar – batang dan menyatu. Fungsinya untuk menyalurkan air yang mengandung mineral dari akar ke daun dan bagian lain tubuh.

B.  BATANG

Batang tumbuhan mempunyai bentuk berbeda – beda. Pada umumnya batang dibagi menjadi tiga golongan, yaitu :

• Batang  Berkayu

Tumbuhan jenis ini biasanya besar, tinggi, dan bercabang – cabang. Daun tumbuhan ini biasanya rimbun. Contohnya : mangga, jati, pohon jambu, dan lainnya.

• Batang Tidak Berkayu

Tumbuhan jenis ini biasanya tidak terlalu tinggi dan daunnya menempel pada batang. Contohnya : jagung dan tebu.

• Batang Semu

Tumbuhan jenis ini berupa pelepah – pelepah yang membentuk batang. Contohnya : pisang.

Keterangan struktur anatomi batang, yaitu :

1. Epidermis        : epidermis batang mempunyai sel – sel silika dan sel – sel gabus, misalnya pada batang tebu (Saccharum officinarum), dan kadang – kadang di lapisi oleh sel kutikula.
2. Periderm          : selaput luar epidermis yang terdapat di sekeliling mulut membentuk tonjolan berbentuk piala.
3. Kortek             : lapisan luar suatu organ, pada tumbuhan di bawah epidermis sebelah luar silinder pusat, terdiri dari sel – sel parenkim.
4. Floem primer   : dibentuk oleh prokambium ujung batang dan akar.
5. Floem sekunder           : terdiri dari unsur trakeal, serabut xylem dan parenkim kayu.
6. Kambium        : lapisan sel hidup terletak di kulit dan kayu, yang membuat jaringan kayu baru ke sebelah dalam dan membuat jaringan kulit baru ke sebelah luar. Fungsinya untuk memperbesar batang.
7. Xylem sekunder          : terdiri dari unsur trakeal, serabut xylem dan parenkim kayu.
8. Xylem primer  : dibentuk oleh prokambium ujung batang dan akar.

C.  DAUN

Daun mempunyai bentuk yang bermacam – macam. Bentuk daun dapat dibedakan menjadi 5 macam, yaitu :

ø     Bentuk bulat atau bundar : teratai besar.

ø     Bentuk perisai : daun jarak.

ø     Bentuk jorong : daun nangka dan nyamplung.

ø     Bentuk memanjang : daun sirkaya dan sirsak.

ø     Bentuk lanset : daun kamboja.

Keterangan gambar anatomi daun, yaitu :

• Epidermis terbagi atas epidermis atas dan epidermis bawah. Epidermis berfungsi melindungi jaringan di bawahnya.
• Jaringan palisade atau jaringan tiang adalah jaringan yang berfungsi sebagai tempat terjadinya fotosintesis
• Jaringan spons atau jaringan bunga karang yang berongga. Jaringan ini berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan.
• Berkas pembuluh angkut yang terdiri dari xilem atau pembuluh kayu dan floem atau pembuluh tapis. Xilem berfungsi untuk mengangkut air dan garam-garaman yang diserap akar dari dalam tanah ke daun (untuk digunakan sebagai bahan fotosintesis). Sedangkan floem berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis ke seluruh tubuh tumbuhan.
• Stoma (jamak: stomata) berfungsi sebagai organ respirasi. Stoma mengambil CO2 dari udara untuk dijadikan bahan fotosintesis. Kemudian stoma akan mengeluarkan O2 sebagai hasil fotosintesis. Stoma ibarat hidung kita dimana stoma mengambil CO2 dari udara dan mengeluarkan O2, sedangkan hidung mengambil O2 dan mengeluarkan CO2. Stoma terletak di epidermis bawah. Selain stoma, tumbuhan tingkat tinggi juga bernafas melalui lentisel yang terletak pada batang.

—D.  BUNGA

Mahkota bunga : untuk memikat serangga yang menolong penyerbukan.

Benang sari : merupakan alat kelamin jantan pada tumbuhan, mengandung tepung sari.

Kelopak : pembungkus bunga selagi kuncup.

Putik : alat kelamin betina pada tumbuhan, yang akan menjadi bakal buah.

Dasar bunga : terletak di pangkal bunga, tempat melekatnya perhiasan bunga dan alat pembiakan.

Tangkai bunga : tempat melekatnya bunga.

—E.  BUAH

Buah merupakan perkembangan dinding bakal buah dan terkadang juga bagian – bagian bunga lainnya. Buah terdiri atas kulit buah, daging buah dan biji.

F.  BIJI

Keterangan struktur anatomi biji, yaitu :

• Kulit biji          : terletak di bagian luar biji dan melapisi seluruh bagian biji.

• Hipokotil         : bagian bawah aksis (pangkal) yang melekat pada kotiledon.

• Radikula          : bagian terminal (ujung).

• Epikotil           : bagian atas pangkal.

• Plumula           : bagian ujung, yaitu pucuk dengan sepasang daun.

• Kotiledon        : bagian cadangan makanan.

sumber : http://penapun-tertoreh.blogspot.com/2010/04/anatomi-tumbuhan.html

Read More

Morfologi Tumbuhan

Pengertian dan Latar Belakang Morfologi Tumbuhan

Morfologi itu Ilmu yang mempelajari tentang tumbuhan-tumbuhan adalah botani. Dasar-dasar ilmu botani modern baru diletakkan pada abad ke XVII dan XVIII, yaitu dengan dapat dijelaskannya hal-hal yang ganjil dan yang belum jelas sebelumnya dengan cara melakukan percobaan dan penelitian-penelitian sehingga terungkaplah hukum-hukum dasar mengenai dunia tumbuh-tumbuhan.

Terdapat beberapa cabang ilmu botani di antaranya adalah morfologi, morfologi adalah cabang ilmu botani yang mempelajari struktur luar tubuh tumbuhan yang bisa dilihat secara langsung. Hal inilah yang membuat kita dapat mengidentifikasi tumbuhan tersebut, apakah termasuk tumbuhan dikotil ataukah tumbuhan monokotil yaitu jenis tumbuhan biji belah.

Ini Teori Evolusi Biologi yang Mudah Dipahami!

Struktur Morfologi Tumbuhan

Coba kamu amati tumbuhan yang ada di lingkunganmu? Bagianbagian atau struktur morfologis apa saja yang kamu temukan? Struktur morfologi merupakan gambaran bentuk tubuh bagian luar dari suatu organisme. Struktur tumbuhan tingkat tinggi, seperti Gimnospermae dan Angiospermae dapat digambarkan sebagai berikut.

Struktur morfologi tumbuhan tingkat tinggi secara umum terdiri atas akar, batang, daun, dan bunga. Struktur morfologi tumbuhan golongan Angiospermae tersebut berkaitan dengan kondisi lingkungan tempat hidupnya (darat/terestrial).

Di saat yang bersamaan, tumbuhan harus mengambil sumber daya dari tanah dan udara. Air dan mineral dari tanah, sedangkan udara adalah tempat tersedianya CO2 dan sinar matahari yang tidak dapat menembus tanah.

Oleh karena itu, tumbuhan memiliki sistem akar yang berada di bawah permukaan tanah dan sistem tunas yang di atas permukaan tanah. Setiap sistem saling membutuhkan satu sama lain.

sumber : https://www.quipper.com/id/blog/sbmptn/biologi-sbmptn/pengertian-morfologi-tumbuhan-beserta-struktur-dan-anatomi-lengkap/

Read More

Lapisan Pelindung dan Pengilap

 Lapisan pelindung dan pengkilap, terinspirasi dari lapisan pelindung yang terdapat pada daun tumbuhan yang bernama lapisan lilin atau kutikula.



            Kutikula pada daun memiliki kegunaan untuk memperlambat proses penguapan yang terjadi pada daun serta kutikula sendiri memiliki sifat hidrofobik yaitu sifat untuk menolak air, sehingga air yang ada akan susah mengenai daun secara langsung.



            Begitu pula dengan lapisan pelindung dan pengkilap, biasanya lapisan ini digunakan untuk mempertahankan ketajaman warna maupun suatu benda tertentu baik dari air hujan, cahaya matahari, debu, kotoran, bakteri, dan sejenisnya. Apabila suatu benda tidak diberikan lapisan pelindung dan pengkilap, maka dapat dipastikan benda tersebut akan lebih cepat mengalami kerusakan secara alami.

Simak lebih lanjut di Brainly.co.id - https://brainly.co.id/tugas/12956968#readmore

Read More

Alat Pemurnian Air

Alat penjernih air sederhana yang akan dijelaskan berikut ini menggunakan arang sekam padi. Perlu kita ketahui, air merupakan kebutuhan pokok bagi setiap makhluk hidup. Bagi manusia, air selain sebagai sumber minuman juga sebagai penopang aktifitas lainnya. Air menjadi penting untuk kegiatan sehari-hari, mandi, mencuci, dan kebutuhan yang lain.

Di daerah tertentu terkadang air bersih sangat sulit didapatkan. Bukan berarti air bersih tidak ada. Tetapi di sebagian tempat untuk bisa dipakai minum air harus melewati proses penjernihan dahulu.

Alat penjernih air sederhana seperti ini bisa kita buat sendiri. Banyak sekali bahan-bahan yang bisa kita gunakan untuk menjernihkan air secara alami. Misalnya batu, pasir, kerikil, arang sekam padi, ijuk, kapur, tawas, biji kelor dan lain-lain. Kesemuanya itu sangt mudah kita jumpai di sekitar kita.

Salah satu alat penjernih air sederhana yang bisa kita buat sendiri adalah dengan memanfaatkan sekam padi. Sekam padi sangat baik digunakan dalam penyaringan air untuk mendapatkan air bersih. Berikut ini langkah-langkah atau cara pembuatannya:

Bahan dan peralatan penjernih air dengan sekam:
1. Arang sekam padi
2. Ijuk atau sabut kelapa
3. Kerikil
4. Pipa atau selang
5. Drum diameter 40 cm dan tinggi 72 cm
6. Gentong atau drum yang seukuran (gentong lebih baik)

Cara pembuatan Alat penjernih Air Sederhana - Alat penjernihan air ini terdiri atas 2 bagian :
1. Alat bagian pengendapan dibuat dari dari drum dengan lubang keluaran 8 cm dari dasar drum.
2. Alat bagian penyaringan yang dibuat dari gentong atau drum dengan lubang keluaran 5 cm dari dasar.

Penggunaan bagian penyaringan diutamakan memakai gentong atau bahan alami. Pemakaian gentong dapat menurunkan suhu air dan menjadi lebih stabil serta kualitas air yang dihasilkan lebih terasa segar.

Media penyaringan disusun seperti berikut:
- Kerikil pada bagian dasar setebal 2x lubang keluar (10 cm)
- Arang sekam padi setebal 15 cm di atasnya
- Ijuk atau sabut kelapa minimal 20 cm

Alat penjernih air sederhana

Alat penjernih air sederhana - Proses pengolahan air di dalamnya meliputi 2 tahap:
1. Proses pengendapan
2. Proses penyaringan dengan arang sekam padi yang kira-kira tebalnya 10 cm

Keuntungan menggunakan penyaringan model ini:
1. Dapat memenuhi kebutuhan air bersih untuk keperluan keluarga
2. Arang sekam padi mudah didapatkan di pedesaan.
3. Biaya pembuatan yang relatif murah dan ekonomis
4. Hasil penjernihan telah memenuhi syarat kesehatan.
5. Pembuatannya mudah dengan teknologi sederhana

Read More

Sensor Cahaya

Monday, December 15th, 2014 - Komponen Sensor / Transducer

Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat memberikan perubahan besaran elektrik pada saat terjadi perubahan intensitas cahaya yang diterima oleh sensor cahayatersebut. Sensor cahaya dalam kehidupan sehari-hari dapat kita temui pada penerima remote televisi dan pada lampu penerangan jalan otomatis.

Jenis-Jenis Sensor Cahaya

Dilihat dari perubahan output sensor cahaya maka sensor cahaya dapat dibedakan kedalam 2 tipe yaitu :

• Sensor cahaya tipe fotovoltaik
• Sensor cahaya tipe fotokonduktif

Kemudian apabila dilihat dari cahaya yang diterima sensor cahaya tersebut, maka sensor cahaya dapat dibagi dalam beberapa tipe sebagai berikut :

• Sensor cahaya infra merah
• Sensor cahaya ultraviolet

Sensor Cahaya Tipe Fotovoltaik

Sensor cahaya tipe fotovolataik adalah sensor cahaya yang dapat memberikan perubahan tegangan pada output sensor cahaya tersebut apabila sensor tersebut menerima intensitas cahaya. Salah satu contoh sensor cahaya tipe fotovoltaik adalah solar cell atau sel surya.

Sensor cahaya tipe photovoltaic adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel solar silikon yang modern pada dasarnya adalah sambungan PN dengan lapisan P yang transparan. Jika ada cahaya pada lapisan transparan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, jadi menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5 volt per sel pada sinar matahari penuh. Berikut konstruksi dari sensor cahaya tipe fotovoltaik.

Sensor Cahaya Fotokonduktif

Sensor cahaya tipe fotokonduktif akan memberikan perubahan resistansi pada terminal outputnya sesuai dengan perubahan intensitas cahaya yang diterimanya. Sensor cahaya tipe fotovoltaik ini ada beberapa jenis diantaranya adalah :

• LDR (Light Depending Resistor)
• Photo Transistor
• Photo Dioda

LDR (Light Depending Resistor)

LDR (Light Depending Resistor)

LDR adalah sensor cahaya yang memiliki 2 terminal output, dimana kedua terminal output tersebut memiliki resistansi yang dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Dimana nilai resistansi kedua terminal output LDR akan semakin rendah apabila intensitas cahya yang diterima oleh LDR semakin tinggi.

Photo Transistor

Photo transistor

Photo transistor adalah suatu transistor yang memiliki resistansi antara kaki kolektor dan emitor dapat berubah sesuai intensitas cahaya yang diterimanya. Photo transistormemiliki 2 terminal output dengan nama emitor dan colektor, dimana nilai resistansi emeitor dan kolektro tersebut akan semakin rendah apabila intensitas cahaya yang diterim photo transistor semnakin tinggi.

Photo Dioda

Photo dioda

Photo dioda adalah suatu dioda yang akan mengalami perubahan resistansi pada terminal anoda dan katoda apabila terken cahaya. Nilai resistansi anoda dan katoda pada photo dioda akan semakin rendah apabila intensitas cahaya yang diterima photodioda semkin tinggi.

Sensor Cahaya Infra Merah

Sensor cahaya infra merah adalah sensor cahaya yang hanya akan merespon perubahan cahaya inframerah. Sensor cahaya infra merah pada umumnya berupa photo ttransistor atau photo dioda. Dimana apabila sensor cahaya infra merah ini menerima pancaran cahaya infra merah maka pada terminal outputnya akan memberikan perubahan resistansi. Akan tetapi ada juga sensor cahaya yang telah dibuat dalam bentuk chip IC penerima sensor infra merah seperti yang digunakan pada penerima remote televisi. Dimana chip IC sensor infra merah ini akan memberikan perubahan tegangan output apabila IC sensor infra merah ini menerima pancaran cahaya infra merah. Berikut adalah bentuk dari IC sensor infra merah tersebut.

Sensor Cahaya Ultraviolet

Sensor cahaya ultraviolet merupakan sensor cahaya yang hanya merespon perubahan intensitas cahaya ultraviolet yang mengenainya. Seonsor cahaya ultraviolet ini akan memberikan perubahan besaran listrik pada terminal outputnya pada saat menerima perubahan intensitas pancaran cahaya ultraviolet. Sensor cahaya yang populer salah satunya UVtron. Modul sensor cahaya UVtron akan memberikan perubahan tegangan output pada saat sensor UVtron menerima perubahan intensitas cahaya ultraviolet. Berikut adalah bentuk modul sensor cahaya UVtron.

Modul sensor cahaya ultraviolet UVtron

sumber : http://zonaelektro.net/sensor-cahaya/

Read More

Panel Surya ( Solar Cell)

Sel surya : Struktur & Cara kerja

Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang mampu mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik. Sel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai kebumi, walaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan energi panasnya melalui sistem solar thermal.

Sel surya dapat dianalogikan sebagai divais dengan dua terminal atau sambungan, dimana saat kondisi gelap atau tidak cukup cahaya berfungsi seperti dioda, dan  saat disinari dengan cahaya matahari dapat menghasilkan tegangan. Ketika disinari, umumnya satu sel surya komersial menghasilkan tegangan dc sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus short-circuit dalam skala  milliampere per cm2. Besar tegangan dan arus ini tidak cukup untuk berbagai aplikasi, sehingga umumnya sejumlah sel surya disusun secara seri membentuk modul surya. Satu modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya, dan total menghasilkan tegangan dc sebesar 12 V dalam kondisi penyinaran standar (Air Mass 1.5). Modul surya tersebut bisa digabungkan secara paralel atau seri untuk memperbesar total tegangan dan arus outputnya sesuai dengan daya yang dibutuhkan untuk aplikasi tertentu. Gambar dibawah menunjukan ilustrasi dari modul surya.

Modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri untuk memperbesar total daya output. (Gambar :”The Physics of Solar Cell”, Jenny Nelson)

Struktur Sel Surya

Sesuai dengan perkembangan sains&teknologi, jenis-jenis teknologi sel surya pun berkembang dengan berbagai inovasi. Ada yang disebut sel surya generasi satu, dua, tiga dan empat, dengan struktur atau bagian-bagian penyusun sel yang berbeda pula (Jenis-jenis teknologi surya akan dibahas di tulisan “Sel Surya : Jenis-jenis teknologi”). Dalam tulisan ini akan dibahas struktur dan cara kerja dari sel surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis material silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel surya generasi pertama (sel surya silikon) dan kedua (thin film/lapisan tipis).

Struktur dari sel surya komersial yang menggunakan material silikon sebagai semikonduktor. (Gambar:HowStuffWorks)

Gambar diatas  menunjukan ilustrasi sel surya dan juga bagian-bagiannya. Secara umum terdiri dari :

1. Substrat/Metal backing

Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Material substrat juga harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena juga berfungsi sebagai kontak terminal positif sel surya, sehinga umumnya digunakan material metal atau logam seperti aluminium atau molybdenum. Untuk  sel surya dye-sensitized  (DSSC) dan sel surya organik, substrat juga berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oxide (ITO) dan flourine doped tin oxide (FTO).

2. Material semikonduktor

Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya generasi pertama (silikon), dan 1-3 mikrometer untuk sel surya lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar matahari. Untuk kasus gambar diatas, semikonduktor yang digunakan adalah material silikon, yang umum diaplikasikan di industri elektronik. Sedangkan untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum digunakan dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS), CdTe (kadmium telluride), dan amorphous silikon, disamping material-material semikonduktor potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS) dan Cu2O (copper oxide).

Bagian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari dua material semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material yang disebutkan diatas) dan  tipe-n (silikon tipe-n, CdS,dll)  yang membentuk p-n junction. P-n junction ini menjadi kunci dari prinsip kerja sel surya. Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan sel  surya akan dibahas dibagian “cara kerja sel surya”.

3. Kontak metal / contact grid

Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor biasanya dilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai kontak negatif.

4.Lapisan antireflektif

Refleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang terserap oleh semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh lapisan anti-refleksi. Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optik antara semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali.

5.Enkapsulasi / cover glass

Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran.

Cara kerja sel surya

Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar.  Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif)  sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya.  Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n.

Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n (kelebihan elektron). (Gambar : eere.energy.gov)

 Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada  semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana  ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti diilustrasikan pada gambar dibawah.

Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction. (Gambar : sun-nrg.org)

sumber : https://teknologisurya.wordpress.com/dasar-teknologi-sel-surya/prinsip-kerja-sel-surya/

Read More