silicon amorf terhidrogenasi
DESCRIPTION
jurnalTRANSCRIPT
-
PERANAN LAPISAN-i TERHADAP EFISIENSI SEL SURYA p-i-n BERBASIS SILIKON AMORF TERHIDROGENASI (a-Si:H)
SUPRIANTO1109201710
DOSEN PEMBIMBINGProf. Dr. DARMINTO, M.Sc
PROGRAM MAGISTERBIDANG KEAHLIAN MATERIAL
JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
2011
-
PENDAHULUAN
GLASSITO
Lapisan p (a-Si:H)
Lapisan i (a-Si:H)Lapisan n (a-Si:H)
Logam Al
LATAR BELAKANG
-
RUMUSAN MASALAHBagaimana peranan lapisan-i terhadap efisiensi sel surya p-i-n berbasis a-Si:H.
TUJUANFabrikasi Sel Surya p-i-n berbasis Silikon
Amorf TerhidrogenasiMengetahui Peranan lapisan-i Terhadap
Efisiensi Sel Surya p-i-n Berbasis Silikon Amorf Terhidrogenasi
PENDAHULUAN
-
BATASAN MASALAH
Deposisi lapisan a-Si:H tipe p, tipe-i dan tipe n dilakukan menggunakan sistem RF-PECVD 13,56 MHz di atas substrat glass corning Eagle XG berukuran 10 x 10 cm2dengan ketebalan 1,1 mm.
Sedangkan deposisi sel surya p-i-n berbasis a-Si:H dilakukan di atas substrat glass ITO berukuran 10 x 10 cm2 dengan ketebalan 1,1 mm.
PENDAHULUAN
-
Kajian Pustaka
Kelebihan dan Kekurangan Sel Surya amorf
Kelebihan Optical bandgap a-Si:H ~1,8 eV Koefisien absorbsi cahaya tampak
a-Si:H (~106 cm-1). Temperatur penumbuhannya
rendah, yaitu 150C-270C.
Kekurangan Memilki struktur kurang baik, dan
efisiensi konversinya lebih rendahdibanding c-Si
p a-Si:H
i a-Si:Hn a-Si:H
elektron
lubang
Cahaya matahari
-
Lapisan-i yang terlalu tebal dapat menyebabkan: Semakin efisien cahaya yang diserap Menurunkan Fill factor
Kajian Pustaka
Lapisan-i yang terlalu tipis dapat menyebabkan: Semakin berkurang cahaya yang diserap Meningkatkan Fill Factor Arus hubungan pendek ISC berkurang
-
hubungan ketebalan lapisan-i dengankarakteristik I-V sel surya
-
METODOLOGI PENELITIAN
Tebal lapisan
KonduktivitasVariable aliran H2yang diubah
Lapisan tipe-n
Lapisan tipe-i
Lapisan tipe-p
P = 530 mTorr
SiH4 20 sccm
H2 70 sccm
B2H6 2 sccm
P = 530 mTorr
SiH4 20 sccm
P = 530 mTorr
SiH4 20 sccm
H2 70 sccm
PH3 3 sccm
Metodologi pengaturan parameter pembuatan lapisan tipe-p, tipe-i dan tipe-n
-
METODOLOGI PENELITIAN
Tipe-p
PL3
T = 270 CP = 530 mTorrt = 30 menit
dummy
PL3
Substrat dipindahkanke ITZ
Tipe-i
PL3
T = 270 CP = 530 mTorrt = 20 menit
Tipe-n
PL3
T = 270 CP = 530 mTorrt = 30 menit
Substrat dimasukkan
T = 270 CP = 530 mTorrt = 30 menit
Sel Surya p-i-n
evaporator Karakteristik I-V-Effisiensi-Fill Factor-Struktur permukaan dan ketebalan
Sel surya p-i-n
Substrat dikeluarkan
Diagram Fabrikasi Sel Surya p-i-n
-
Alat dan Bahan Kaca ITO (100 x 100 x 1,1 mm3) Corning Glass Eagle XG (100 x 100 x 1,1) mm3
Alkohol (Ethanol C2H5OH 96%) Sistem Plasma Enhanced Chemical Vapour
Deposition (PECVD) Perangkat Nanocalc 2000 dan software Perangkat 4 point probe Kawat Tungsten Aluminium evaporator
METODOLOGI PENELITIAN
-
METODOLOGI PENELITIAN
No Tipe
lapisan
Laju
(SiH4)
(sccm)
Laju
(H2)
(sccm)
Laju
(B2H6)
(sccm)
Laju
(PH3)
(sccm)
Suhu
Substrat
(C)
Daya
RF
(watt)
Tekanan
deposisi
(mTorr)
Waktu
deposisi
(menit)
1 lapisan-p 20 70 2 - 270 5 530 30
2lapisan-i
20 50 - - 270 5 530 30
3 20 70 - - 270 5 530 30
4 lapisan-n 20 70 - 3 270 5 530 30
optimasi parameter deposisi lapisan p-i-n a-Si:H
-
METODOLOGI PENELITIANFabrikasi Sel Surya
-
Fabrikasi Sel Surya METODOLOGI PENELITIAN
-
Karakteristik I-V
V
A
Vm Voc
METODOLOGI PENELITIAN
-
Hasil dan Pembahasan
Lapisan tipe-pKetebalan pada lapisan-p yang dideposisi di dalam PECVD selama 30 menit sebesar 315 nm dan laju deposisi sebesar 1,75 /s serta konduktivitas terang dan gelap yang masing-masing sebesar 4,0 x 10-3 dan 3,5 x 10-3 S/cm.
Lapisan tipe-nKetebalan pada lapisan-n yang dideposisi di dalam PECVD selama 30 menit sebesar 318 nm dan laju deposisi sebesar 1,77 /s serta konduktivitas terang dan gelap yang masing-masing sebesar 3,55 x 10-2 dan 2,37 x 10-2 S/cm
Karakterisasi lapisan tipe-p, tipe-i, dan tipe-n
-
Ketebalan dan laju deposisi lapisan-i
Hasil dan Pembahasan
Sampel SiH4(sccm)
H2(sccm)
Ketebalan
(nm)
Laju deposisi
(/s)
1 20 50 315 1,75
2 20 70 300 1,67
Karakterisasi lapisan tipe-p, tipe-i, dan tipe-n
-
SampelLaju H2(sccm)
Laju deposisi
(/s)d (S/cm) ph (S/cm)
Fotorespon
(ph/ d)
1 50 1,75 3,63 x 10-8 4,33 x 10-4 1,19 x 104
2 70 1,67 3,8 x 10-9 5,87 x 10-5 1,53 x 104
Hasil dan Pembahasan
Konduktivitas gelap dan konduktivitas terang sampel a-Si:H tipe-i
Karakterisasi lapisan tipe-p, tipe-i, dan tipe-n
-
Struktur permukaan sel surya p-i-n Hasil dan Pembahasan
-
Karakteristik I-V sel surya Hasil dan Pembahasan
Grafik karakteristik sel surya a-Si:H pada luas 1 cm2dengan laju Hidrogen 50 sccm
Grafik karakteristik sel surya a-Si:H pada luas 1 cm2 dengan laju Hidrogen 70 sccm
ISC = 1,6 mA/cm2VOC = 0,454 volt = 1,18%
ISC = 2,71 mA/cm2VOC = 0,568 volt = 2,7%
-
Hasil dan Pembahasan
Grafik karakteristik sel surya a-Si:H pada luas 0,25 cm2 dengan laju Hidrogen 70 sccm
Karakteristik I-V sel surya
ISC = 6,58 mA/cm2VOC = 0,449 volt = 5,31%
-
KESIMPULAN Telah berhasil difabrikasi sel surya p-i-n berbasis silikon amorf Lapisan tipis a-Si:H telah diaplikasikan sebagai lapisan-i sel surya p-
i-n silikon amorf dengan variasi laju Hidrogen 50 sccm dan 70 sccm dengan ketebalan masing-masing sebesar 3150 dan 3000 , sedangkan ketebalan lapisan-p dan lapisan-n dibuat konstan yaitu sebesar 3150 dan 3180. Di bawah penyinaran dengan intensitas 24,7 mWatt/cm2 pada luasan 1 cm2 di dapatkan nilai karakteristik sel surya p-i-n terbaik pada ketebalan sebesar 3000 dengan ISC dan VOC masing-masing sebesar 2,71 mA/cm2 dan 0,568 volt, denganeffisiensi sebesar 2,7 %.
Nilai Optimum karakteristik I-V sel surya p-i-n berbasis silikon amorf terhidrogenasi diperoleh pada luas 0,25 cm2 dengan nilai ISC dan VOC masing-masing 6,58 mA/cm2 dan 0,449 volt dengan effisiensi
5,31%.
-
TERIMAKASIH
PERANAN LAPISAN-i TERHADAP EFISIENSI SEL SURYA p-i-n BERBASIS SILIKON AMORF TERHIDROGENASI (a-Si:H)PENDAHULUANRUMUSAN MASALAHBagaimana peranan lapisan-i terhadap efisiensi sel surya p-i-n berbasis a-Si:H.BATASAN MASALAHKajian PustakaSlide Number 6Slide Number 7METODOLOGI PENELITIANMETODOLOGI PENELITIANMETODOLOGI PENELITIANMETODOLOGI PENELITIANFabrikasi Sel SuryaFabrikasi Sel SuryaKarakteristik I-VHasil dan PembahasanSlide Number 16Slide Number 17Struktur permukaan sel surya p-i-nKarakteristik I-V sel suryaKarakteristik I-V sel suryaKESIMPULANTERIMAKASIH