PROSPEK NANOTEKNOLOGI UNTUK SEL SURYA BEREFISIENSI TINGGICHARLES - 1306482092MUHAMMAD IDAM F - 1306482180

LATAR BELAKANG

• Solar energy dan aplikasinya saat ini belum diterima oleh kalangan luas dibandingkan dengan pembangkit energi listrik konvensional. • Salah satu alasan rendahnya penerimaan terhadap solar energi

adalah besarnya biaya pembuatan dan manufaktur• Pengurangan biaya hanya mungkin dilakukan dengan (1)

Peningkatan secara signifikan dalam efisiensi konversi, (2) pengurangan biaya pengolahan dan/atau (3) pengurangan jumlah bahan baku yang dibutuhkan untuk membuat sel surya.

STATUS TEKNOLOGI• Efisiaensi konversi sel dari pendekatan c-Si sangat bervariasi dari 12%

sampai 17%. Efisiesni modul cenderung lebih rendah 0,5% hingga 2% berdasarkan total area• Namun, karena tingginya biaya energi solar ($1 hingga $3/Wattpeak)

dibandingkan dengan solusi energi konvensional lainya, sel surya bebasis Si ini belum diterima secara luas sebagai alternatif solusi energy• Salah satu alternatif lainya untuk solusi solar sel yang sangat murah

adalah bahan thin films sebagai berikut : amorphous silicon (a-Si), cadmium telluride (CdTe) dan Copper indium diselenide (CIS), yang merupkan teknologi thin film paling matang dan fim tipis silikon, yang mungkin mencakup kedua kristal dan/atau silikon amorphous.

SOLUSI•Dalam jurnal, penulis menyediakan gambaran Si

solar sel berefisiensi tinggi berdasarkan nano struktur yang dapat dibuat menggunakan teknologi standar sirkuit Si-terpadu (IC) dan saat ini belum menjadi ramah untuk skala produksi masal. •Rincian simulasi dan teknologi fabikasi juga

disediakan. Penulis percaya yang diusulkan high-efficiency Si solar sel dapat menghilangkan krisis energi dan sangat menguntungkann banyak negara dalam banyak cara.

KONVENSIONAL SEL SURYA DAN KETERBATASAN STRUKTUR

• Keterbatasan Struktur• Keterbatasan Pada

Efisiensi Konversi

TECHNICAL APPROACHES

• Faktor Untuk Menaikkan Efisiensi Konversi• Unique Solar Cell Structure

SIMULASI • Efek struktural pada iradiasi surya : struktur 3-D sel surya terdiri dari

banyak batang/pilar berskala mikro-nano, p-n junction terbentuk di sekeliling dan pada batang

- meningkatkan ratio antara luas permukaan dan volume junction - menghasilkan daerah junction lebih tinggi- diharapkan memiliki efisiensi pengumpulan yang tinggi.

SIMULASI• Mengintensifkan fluks surya karena efek pilar :- Pada gambar dibawah dimisalkan memiliki sudut kemiringan permukaan 450 dan spectrum surya di asumsikan disinari tegak lurus menerangi bidang subtrat. Refleksi dan refraksi cahaya terjadi karena struktur 3-D dan model refleksi dan refraksi seperti ini terus terjadi sampai cahaya lemah dan melemah. - Pada sisi permukaan dan jarak antara kedua pilar memilki intensitas fluks surya lebih tinggi

HASIL SIMULASI

Berdasarkan hasil simulasi didapatkan bahwa sudut optimal yaitu 870 untuk tinggi pilar 3 mikron dan diameter 200nm. Dan juga hasil simulasi menunjukkan bahwa dengan memanfaatkan berstruktur pilar dalam skala nano pada sel surya membantu menaikkan penyerapan spektrum dimana dapat meningkatkan efisiensi secara signifikan.

PERCOBAAN

• Fabrikasi : menggunakan teknik dry-etching untuk mendapatkan susunan pilar pada posisi vertical dengan terssusun baik. Melalui doping-difusi junction terbentuk pada permukaan pilar. Indium-Tin-Oxide yang berfungsi sebagai elektoda transparan. • Hasil percobaan: • - lampu berwarna putih 20W sebagai sumber iluminasi, digunakan

untuk melihat • karakteristik I-V. • - Pada sel surya berstruktur pilar mennghasilkan daya konversi sebesar

200 sedangkan pada sel surya konvesional 20

KESIMPULAN

• Dengan meningkatkan ratio antara daerah permukaan terhadap volume, pn junction melalui pilar 3-D, kontak pada sisi atas dan bawah menunjukkan hasil percobaan bahwa : • - efisiensi penyerapan meningkat • - arus hubung singkat dari sel surya berstruktur pilar skala

mikro-nano, 18 kali lebih besar dari standar fabrikasi sel surya pada subtrat Si yang sama.