Analisis Pengaruh Konsentrasi Puncak Atom Fosfor dan Kedalaman Junction terhadap Efisiensi Kuantum Internal pada Silikon Thin Film Solar Cell

NAOMI NUZULITA AZIS, Ferdiansjah, S.T., M.Eng.Sc. ; Fitrotun Aliyah, S.T., M.Eng.

2018 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Salah satu parameter kinerja dari sel surya adalah efisiensi kuantum internal. Pada permukaan depan sel surya, dapat terjadi rekombinasi yang dipengaruhi oleh desain lapisan emiter dan berpengaruh terhadap penurunan nilai efisiensi kuantum internal. Pada penelitian ini dilakukan analisis terhadap desain lapisan emiter sehingga diperoleh silikon thin film dengan nilai efisiensi kuantum yang tinggi dan kinerja yang optimum dengan menggunakan perangkat lunak personal computer one dimensional (PC1D). Tahap pertama dimulai dengan menentukan pengaruh penggunaan back surface field. Selanjutnya, pengaruh dari variasi konsentrasi puncak dopan dan kedalaman junction dianalisis, kemudian dibandingkan dengan batasan desain lapisan emiter. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai konsentrasi puncak dopan dan kedalaman junction berbanding terbalik dengan nilai efisiensi kuantum internal. Berdasarkan batasan desain hambatan kontak spesifik kurang dari atau sama dengan 1*(10^-3) Ohm(cm^2) dan rentang hambatan keping 30 Ohm/square sampai dengan 100 Ohm/square, diperoleh rentang konsentrasi puncak dopan dan kedalaman junction yang menghasilkan kinerja optimum dengan efisiensi 14,30% sampai dengan 15,23% yaitu pada konsentrasi puncak dopan 1*(10^20) atom/(cm^3) dengan kedalaman junction 0,8 mikrometer, pada konsentrasi puncak dopan 5*(10^20) atom/(cm^3) dengan kedalaman junction 0,1 mikrometer sampai dengan 0,3 mikrometer, dan pada konsentrasi puncak dopan 1*(10^21) atom/(cm^3) dengan kedalaman junction 0,1 mikrometer sampai dengan 0,2 mikrometer.

One of the performance parameters of solar cells is its internal quantum efficiency. At the front surface of the solar cell, it may be occurred recombination, which is affected by design of emitter layer, has effect on reducing value of internal quantum efficiency. In this study, an analysis of the emitter layer design using personal computer one dimensional software was performed, so that silicon thin film with high internal quantum efficiency value and optimum performance can be obtained. The phase was started by analyzing the effect of back surface field. The next phase was continued by analyzing the effect of peak doping concentration variation and junction depth, then comparing both with the limit of emitter layer design. The result showed that the increase of the peak doping concentration and the junction depth values generally decreased the internal quantum efficiency values. Based on the design limitation, the contact resistivity less than or equal to 1*(10^-3) Ohm(cm^2) and the sheet resistance (Rs) 30 Ohm/square to 100 Ohm/square, was obtained range the junction depth and the peak doping concentration yielding the optimum performance with efficiencies of 14.30 % to 15.23 %, were at the peak doping concentration of 1*(10^20) atom/(cm^3) with the junction depth of 0.8 mikrometer , at the peak doping concentration of 5*(10^20) atom/(cm^3) with the junction depth of 0.1 mikrometer to 0.3 mikrometer, and at the peak doping concentration of 1*(10^21) atom/(cm^3) with the junction depth of 0.1 mikrometer to 0.2 mikrometer.

Kata Kunci : thin film, efisiensi kuantum internal, personal computer one dimensional, kedalaman junction, konsentrasi puncak dopan