Call for Paper
description
Transcript of Call for Paper
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