Jurnal ILMU DASAR, Vol.14 No. 1, Januari 2013: 29-32 29 Journal homepage: http://jurnal.unej.ac.id/index.php/JID Analisis Perhitungan Efisiensi Sel Surya Berbasis A-Si:H dalam Penentuan Temperatur Filamen Optimum Bahan Efficiency Calculation Analysis of A-Si:H Solar Cells for Determination of Optimum Filament Temperature in Material Deposition Endhah Purwandari 1,2*) dan Toto Winata 1 1) Laboratorium Fisika Material dan Elektronika Departemen Fisika ITB, 2) Staf Pengajar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Jember *) Email: endhahfisika@yahoo.co.id Abstract Solar cell efficiency as a function of the energy gap has been simulated by calculating the output current characteristics of the devices based on the distribution of charge carriers, obtained from the solution of the Poisson equation and the Continuity equation. The hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) based solar cell, has simulated in the form of one-dimensional single junction p/i/n. The junction structure of a-SiC:H/a-Si:H/a-Si:H designed have the thickness of 0,015 μm/0,550 μm/0,030 μm, respectively. For simulation, the energy gap has considered constant in the p and n layers, whereas the i layer varies according to the empirical data of energy gap obtained from the deposition parameters of filament temperature. Simulations performed using the finite element method supported by FEMLAB software. Based on simulation results, obtained the highest efficiency of 9.35% corresponds to the lowest energy gap data of 1.706 eV for layer i. This appropriates to the filament temperature of 800 o C and subsequently used as the optimum deposition parameters of the material. Keyword: Energy gap, efficiency, FEM, solar cell, hydrogenated amorphous silicon PENDAHULUAN Penggambaran kinerja sel surya, pada umumnya ditekankan pada karakteristik dari arus keluaran yang dihasilkan. Secara teoritis, tidak mudah memprediksi karakteristik dari kinerja sebuah bahan mengingat kompleksitas sifat-sifat material penyusunnya. Hal ini menyebabkan pemodelan terhadap karakteristik sebuah divais banyak mengabaikan beberapa parameter pada saat mengkaji sebuah bagian dari bahan. Christoffel dkk. (2002) telah meninjau pengaruh ukuran butir kristal terhadap kinerja sel surya melalui pemodelan terhadap sel surya berbasis lapisan tipis silikon polikristal. Munculnya inefficiency dari sel surya akibat temperatur operasional telah dikaji secara teoretis melalui pemodelan terhadap triple junction berbasis InGaP/GaAs/Ge (Sanders, 2007). Dalam struktur 1 dimensi, Usman (2006) telah mensimulasikan distribusi pembawa muatan di bawah variasi energi gap lapisan i dari sel surya berbasis silikon amorf terhidrogenasi (a-Si:H) persambungan tunggal p-i-n. Nilai energi gap yang dimiliki oleh sebuah bahan semikonduktor merupakan salah satu parameter yang menentukan sifat kelistrikan dari bahan. Karakteristik ini telah digunakan untuk mensimulasikan efisiensi dari bahan silikon amorf yang diaplikasikan sebagai sel surya. Kabir dkk. (2009) dalam simulasinya mendapatkan energi gap optimum dari lapisan p, yang dapat menghasilkan efisiensi tertinggi pada sel surya persambungan tunggal, ganda dan lapis tiga dari struktur p-i-n sel surya berbasis amorf silikon terhidrogenasi. Perhitungan efisiensi sel surya sebagai fungsi dari energi gap pada bahan yang sama, telah disimulasikan dengan membuat model yang menghubungkan tekanan deposisi bahan dengan energi gap yang dihasilkan (Purwandari & Winata, 2012). Dalam hal ini, hasil simulasi dapat digunakan untuk menentukan tekanan deposisi optimum berdasarkan efisiensi tertinggi yang diperoleh dari hasil perhitungan. Salah satu parameter yang menentukan dalam proses deposisi bahan silikon amorf, menggunakan teknik VHF-PECVD yang dikembangkan dengan menambahkan hot wire cell, adalah temperatur dari filamen pemanas.