ANALISIS PENGARUH KEDALAMAN JUNCTION DAN KONSENTRASI PUNCAK DOPAN PADA PROFIL DISTRIBUSI DOPAN ERFC DAN GAUSSIAN TERHADAP EFISIENSI KUANTUM INTERNAL SEL SURYA

AGUSTYAS WULAN ARISONA, Ferdiansjah, S.T., M.Eng.Sc; Faridah, S.T., M.Sc.

2015 | Skripsi | S1 FISIKA TEKNIK

Pemanasan global merupakan fenomena kenaikan temperatur bumi akibat peningkatan konsentrasi CO2 pada atmosfer. Sisa pembakaran pada pembangkit listrik berbahan bakar fosil merupakan salah satu penyumbang terbesar CO2 tersebut. Sel surya merupakan suatu teknologi yang dapat mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik tanpa mengeluarkan emisi CO2. Namun efisiensi sel surya yang kecil menyebabkan sel surya kurang diminati oleh konsumen. Oleh karena itu, peningkatan efisiensi sel surya dirasa penting untuk dilakukan. Efisiensi kuantum internal (EKI) merupakan rasio jumlah elektron yang mengalir ke rangkaian pada kondisi rangkaian pendek terhadap jumlah foton yang diserap oleh sel surya. Oleh karena itu, peningkatan efisiensi sel surya diharapkan dapat diraih dengan mendesain sel surya agar memiliki nilai EKI tinggi pada panjang gelombang dengan jumlah foton terbanyak. Parameter dasar sel surya yang didesain pada penelitian ini adalah lapisan emiter. Pada penelitian ini telah dilakukan simulasi menggunakan perangkat lunak PC1D. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada konsentrasi puncak dopan 5x1019 cm-3-5x1020 cm-3, nilai EKI pada panjang gelombang 669 nm dapat merepresentasikan efisiensi sel surya. Artinya, desain sel surya yang mengalami penurunan nilai EKI pada panjang gelombang 669 nm juga mengalami penurunan efisiensi sel surya dan sebaliknya. Rekomendasi desain lapisan memiliki konsentrasi puncak dopan 3x1020 cm-3 dan kedalaman junction 0,15 μm (Erfc) atau memiliki konsentrasi puncak dopan 2x1020 cm-3 dan kedalaman junction 0,15 μm (Gaussian).

Global warming is a phenomenon of increasing earth’s temperature due to the increase of CO2 concentration in the atmosphere. The offgas of the combustion of fossil fuel power plants is one of the largest contributors of CO2. Solar cell is a technology that can generate electricity without contribute to CO2 increase. However, low efficiency of solar cells causes solar cells less attractive to consumers. Therefore, an increase in the efficiency of solar cells is important to do. Internal Quantum Efficiency (IQE) represents the ratio of electrons that flow into circuit at short circuit condition to photons that is absorbed by solar cell. Therefore, an increase in the efficiency of solar cells is expected to be achieved by designing a solar cell which has a high value on the IQE for a certain wavelength with the highest number of photons. Solar cell parameter were designed in this study is the emitter layer. This study has been carried out using the software simulation, PC1D. The results showed that at peak dopant concentration 5x1019 cm-3 - 5x1020 cm- 3, the IQE value on the wavelength of 669 nm can represent the efficiency of solar cells. It means, the design of solar cells which experienced decrease on IQE value at a wavelength of 669 nm also experienced decrease the efficiency of solar cells and vice versa. Recommendation of emitter layer design have peak dopant concentration value of 3x1020 cm-3and junction depth value on 0.15 μm (Erfc) and have peak dopant concentration value of 2x1020 cm-3and junction depth value on 0.15 μm (Gaussian).

Kata Kunci : efisiensi kuantum internal, efisiensi, sel surya, konsentrasi puncak dopan, kedalaman junction.