ANALISIS PENGARUH PENAMBAHAN LAPISAN FOSFOR n+ PADA WAFER SILIKON MONOKRISTAL TERHADAP KINERJA SEL SURYA

ARIF WIBOWO MANGATAS MARUNDURI, Ferdiansjah, S.T., M.Eng.Sc. ; Faridah, S.T., M.Sc.

2015 | Skripsi | S1 FISIKA TEKNIK

Kunci utama dalam pengembangan teknologi fabrikasi sel surya saat ini adalah untuk meningkatkan efisiensi sel surya. Penambahan lapisan n+ pada sel surya merupakan suatu cara untuk meningkatkan efisiensi sel surya berbasis monokristal. Penambahan lapisan n+ tersebut bertujuan untuk mengurangi perbedaan nilai konduktivitas pada kontak antara metal dengan semikonduktor. Selain itu, pengaturan kedalaman lapisan n+ (xj+) perlu dilakukan. Hal ini bertujuan untuk mengurangi nilai hambatan keping (Rsheet) yang terjadi akibat kontak antara metal dengan semikonduktor. Penambahan lapisan n+ dilakukan dengan menambahkan konsentrasi dopan tinggi (ND+) dan kedalaman lapisan yang dangkal (xj+).Sedangkan untuk lapisan n dilakukan penambahan konsentrasi dopan rendah (ND0) dan kedalaman junction yang dalam (xj). Hasil optimasi menggunakan ND0 = 5 x 1017 /cm3dan xj = mikron tanpa batasan desain menghasilkan nilai optimum ND+ = 7 x 1017 /cm3 - 1 x 1019 / cm3 dan xj+ = 0,1 - 0,2 mikron serta efisiensi sebesar 18,34-18,37%. Dengan batasan desain hambatan kontak spesifik (rho)c < 1 m(ohm)cm2 dan hambatan keping Rsheet = 100 ohm/sq menggunakan kontak logam perak (Ag) dengan schottkyBarrier sekitar 0,8 eV menghasilkan nilai optimum ND+ = 7 x 1017 /cm3 - 1 x 1018/ cm3 dan xj+ = 3,5 - 5 mikron menghasilkan efisiensi sebesar 18,31-18,30 %. Hal ini menandakan bahwa penambahan lapisan n+ untuk mengkompensasi perbedaan nilai konduktivitas pada sel surya masih belum dapat meningkatkan efisiensi secara signifikan. Hal ini juga disebabkan oleh perbedaan doping antara sel surya lapisan n dengan lapisan n+ tidak terlalu jauh ketika diberi batasan desain, sehingga masih menimbulkan nilai beda konduktivitas yang tinggi antara metal dengan semikonduktor.

The key in the development of solar cell fabrication technology is to increase the efficiency of solar cells. Adding n+ layer on solar cell is a way to improve solar cell efficiency with monocrystal base. The purpose of adding n+ layer is to reduce the difference of conductivity value between metal and semiconductor. Moreover, setting n+ layer depth (xj+) needs to be done. It aims to reduce sheet resistance (Rsheet) which occurs as a result of contact between metal and semiconductor. The way to adding n+ layer is by adding a high dopant concentration on n+ layer and shallow. Then on the n layer is by adding a low dopant concentration with deep junction. The result with ND0 = 5 x 1017 /cm3 and xj = 6 micron on n layer gives an optimum value to n+ layer with no design constraint ND+ = 7 x 1017 /cm3 - 1 x 1019 / cm3 and xj+ = 0,1 - 0,2 micron and produce the efficiency between 18.34 and 18.37%. Design constraint with specifics contact resistance, (rho)c < 1 m(ohm)cm2 and sheet resistivity (Rsheet) < 100 ohm/sq using contact silver (Ag) with Schottky Barrier ~ 0,8 eV generates optimum values ND+ = 7 x 1017 /cm3 - 1 x 1018/ cm3 and xj+ = 3,5 - 5 micron produce an efficiency between 18.31 and 18.30 %. This indicates that the addition of n+ layer to compensate the difference in conductivity is still not able to improve efficiency significantly. It is caused by doping difference between n+ layer and n layer are not too far away when limitation design is given, so it is still causing high conductivity difference value between metal and semiconductor.

Kata Kunci : Penambahan lapisan n+, kedalaman lapisan n+, hambatan kontak spesifik, hambatan keping.