Call for PaperANALISIS PENINGKATAN EFISIENSI SEL SURYA

DENGAN PENAMBAHAN LAPISAN SURFACE TEXTURING PADA PERMUKAAN ATAS SEL SURYA

Dosen PembimbingFerdiansjah, ST.,M.Eng,Sc

Oleh :Fajar Pandega

08/269269/TK/34379

Program Studi Teknik FisikaJurusan Teknik Fisika

Fakultas TeknikUniversitas Gadjah Mada

2013

Outline• Pendahuluan• Tinjauan Pustaka• Dasar Teori• Metode Penelitian• Hasil dan Pembahasan• Kesimpulan dan Saran

2

PENDAHULUANLatar Belakang

ENERGI TERBARUKA

N

Panel Surya

Sinar Matahari 3

KRISIS ENERGIPENGEBORAN MINYAK

BUMI

SOLUSI

Masih ada kelemahan :

Adanya efek pemantulan yang

cukup besar

Diperlukan surface texturing

SEL SURYA

4

Identifikasi Masalah

Penambahan Surface

Texturing

Performa sel surya

Faktor-faktor yang

mempengaruhi performa sel

surya

SEL SURYA

5

Tujuan PenelitianMengetahui performa solar

cell yang diberikan penambahan Surface

Texturing.

Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi performa solar

cell.Menentukan nilai FF (Fill

Factor) pada solar cell yang diberikan penambahan

Surface Texturing

Mengetahui efisiensi padasolar cell

6

Batasan MasalahSurface Texturing Berbasis wafer

silikon monokristal

• Tipe-p dengan tebal 300 μm• Background doping 1x1016/cm3

• Luas area = 10 cm2

• Intensitas cahaya sebesar 0.1 Wcm-2

dengan model spektrum AM1,5

FOKUS MASALAHFront Texturing

Angle

Front Texturing Depth 7

Surface Texturi

ng

Manfaat Penelitian

8

Dapat mengetahui pengaruh penambahan Surface Texturing pada solar cell berbasis wafer

silikon monokristal.

1

Dapat memberikan informasi tentang metode yang tepat dalam penentuan efisiensi solar cell.

2

Dapat memberikan analisis dan kajian mengenai performa solar cell sebagai wujud

pemanfaatan energi terbarukan.

3

TINJAUAN PUSTAKA

Surface Texturing

(Yan et al., 2012).

10

Substrat yang digunakan dalam pembuatan sel surya berupa silikon baik monokristal maupun polikristal

Surface texturing dapat memfokuskan cahaya untuk masuk

kedalam sel surya

Permukaan silikon memantulkan cahaya sekitar 30%

Efisiensi pada sel surya monokristal silikon sebesar

24,4%(Tao et al., 2007)

11

Kekurangan Surface Texturing

Surface texturing memberikan interferensi sehingga refleksi, absorpsi dan transmisi

oleh ARC bergantung pada ketebalan, indeks bias n (λ) dan koefisien absorpsi

(atau ekstingsi) k (λ)

Surface texturing menyebabkan cahaya memantul beberapa kali dari permukaan

depan

12

(aBaker-Finch et al., 2010)

DASAR TEORI

14

SIFAT CAHAYA MATAHARI

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

1. Refleksi2. Refraksi3. Interferensi4. Dispersi5. Polarisasi

SIFAT-SIFAT

Light TrappingLight trapping dapat mengurangi

ketebalan sel surya tanpa mengurangi penyerapan cahaya

pada sel surya. Light trapping juga dapat meningkatkan

tegangan rangkaian terbuka (Voc)

Untuk pemodelan cahaya yang tidak dihamburkan, fraksi cahaya yang diserap (A) mengikuti hukum Beer-

Lambert

Untuk pemodelan cahaya yang dihamburkan dan

mengikuti distribusi Lambertian

15(Petti et al., 2012)

Sel Surya

EFISIENSI

FAKTOR-FAKTOR TEGANGAN

ARUS 16

Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh komponen yang disebut solar cell yang besarnya sekitar 10 − 15 cm2. Komponen ini mengkonversikan energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik.

(Wenham et al., 2007)

METODE PENELITIAN

1. SIMULASI PADA SOFTWARE PC-1D

Entri Data

Parameter Dasar dari Sel Surya

Referensi

Software PC-1D

Hasil

18

Tampilan dalam software PC-1D setelah entri data

19

Optimasi Parameter Input untuk Surface Texturing

Software PC-1D

No Kategori Parameter Range

Optimasi

Satuan

1 Surface

Texturing

Front texture

angle

0-150 Degree

2 Front texture

depth

0-100 Micron

Hasil optimasi

20

Tampilan hasil optimasi parameter surface texturing

21

Hasil optimasi parameter input surface texturing

Batch Computation pada PC-1D

Quick Batch Hasil optimasi

Pmax, Isc, dan Voc 22

Tampilan pada sub menu Quick Batch

23

Tampilan hasil optimasi setelah Quick Batch

24

2. ANALISIS PERFORMA SEL SURYAHasil simulasi

0.0012.

2424.

4936.

7348.

9861.

2273.

4785.

7197.

96110

.20122

.45134

.69146

.940.12000.12200.12400.12600.12800.13000.13200.13400.1360

FrTxAngle vs BasePmax

Sudut (derajat)

Day

a ou

tput

(wat

t)

Pmax, Isc, dan Voc terhadap Front texture angle dan Front texture depth

25

HASIL DAN PEMBAHASAN

Arus Hubung Singkat (Isc)

Gambar 5.1 Front texture angle vs Base Isc

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.000.3050

0.3100

0.3150

0.3200

0.3250

0.3300

0.3350

Front Texture Angle vs BaseIsc

BaseIsc

Front Texture Angle (degree)

Base

Isc

(am

pere

)

27

Tegangan pada Rangkaian Terbuka (Voc)

Gambar 5.2 Front texture angle vs Base Voc

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.000.6090

0.6095

0.6100

0.6105

0.6110

0.6115

0.6120

0.6125

0.6130

0.6135

0.6140

Front Texture Angle vs BaseVoc

BaseVoc

Front Texture Angle (degree)

Base

Voc

(vol

t)

28

Daya Output Maksimum (Pmax)

Gambar 5.3 Front texture angle vs Base Pmax

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.000.1220

0.1230

0.1240

0.1250

0.1260

0.1270

0.1280

0.1290

0.1300

Front Texture Angle vs BasePmax

BasePmax

Front Texture Angle (degree)

Pmax

(wat

t)

29

Pengaruh Surface Texturing Terhadap Efisiensi Sel Surya

Gambar 5.4 Grafik Pengaruh Surface Texturing Terhadap Efisiensi Sel Surya 30

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.0015

15.2

15.4

15.6

15.8

16

16.2

16.4

16.6

16.8 surface texturing vs efisiensi

Series1

front texture angle (degree)

efisiensi

KESIMPULAN DAN SARANKESIMPULAN

• Surface texturing memiliki beberapa kelebihan, seperti dapat memfokuskan sinar matahari yang masuk sehingga dapat terjadi penyerapan yang maksimal.

• Parameter yang mempengaruhi performa sel surya adalah sudut yang dibentuk oleh Surface texturing terhadap arah cahaya dan surface texturing.

• Optimalisasi penggabungan variabel profil pada Surface texturing berupafront texture angle dilakukan pada besar sudut 890.

• Efisiensi pada sel surya sebesar 15,6-16,65%

31

SARAN

• Penambahan surface texturing pada bagian belakang sel surya.

• Meningkatkan efisiensi lebih dari 13,10%.• Membandingkan hasil simulasi dengan

rumus yang sudah ada.

32

TERIMA KASIH