Struktur dan konfigurasi sel Fotovoltaik

Transkripsi

1 9 Gambar 17. Struktur dan konfigurasi sel Fotovoltaik BST yang sudah mengalami proses annealing dipasang kontak di atas permukaan substrat silikon dan di atas film tipis BST. Pembuatan kontak ini dilakukan di Lab fisika material (ITB). Gambar 17. merupakan sketsa kontak dan posisinya pada substrat dan film tipis. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di laboratorium material dan laboratorium biofisika departemen fisika IPB dari bulan maret 2009 hingga bulan juli HASIL DAN PEMBAHASAN Konduktivitas Listrik Pengukuran konduktivitas menggunakan alat LCZ meter Model 2343 NF. Nilai konduktivitas yang diambil adalah nilai yang bertahan lama pada display. Pengukuran nilai konduktivitas listrik pada penelitian dilakukan dalam tiga kondisi yang berbeda, yaitu gelap (0 Watt), keadaan dengan lampu berdaya 50 Watt dan keadaan dengan lampu berdaya lampu 100 Watt. Pengukuran dilakukan pada temperatur ruang 27 o C. Hasilnya ditunjukkan oleh tabel 2. Berdasarkan data konduktivitas listrik yang tertera dalam tabel 2. semakin besar daya lampu semakin meningkatkan nilai konduktivitas listrik. Hal ini dikarenakan sifat fotokonduktif film. ketika semakin besar daya lampu yang digunakan untuk menyinari persambungan p-n antara film tipis BST dengan Si tipe-p akan mengakibatkan elektron pada film tipis menerima energi dari foton karena proses tumbukan antara elektron dengan foton. Elektron yang ditumbuk oleh foton mempunyai energi untuk keluar dari pita valensi menuju pita konduksi sehingga menyebabkan konduktivitas listrik semakin besar. Karena semakin meningkatnya jumlah elektron dari film tipis menuju silikon maka meningkatkan arus yang mengalir pada sampel. Molaritas BST mempengaruhi banyaknya elektron yang berada di film. Semakin besar konsentrasi BST maka akan semakin banyak elektron yang berada pada sampel maka konduktivitas listrik film tipis naik begitu juga sebaliknya. Nilai konduktivitas listrik terbesar didapat pada konsentrasi 1,75 dan nilai terkecil pada konsentrasi 0,75.

2 10 Tabel 2. Tabel pengaruh konduktivitas terhadap daya lampu intensitas cahaya (watt) 0,75 1,25 1,75 0 0,01 0,40 0, ,05 0,45 51, ,06 0,73 52,46 Tabel 3. Tabel pengaruh konsentrasi BST terhadap konstanta dielektrik Konsentrasi BST Konstanta Dielektrik (Molaritas) 0,75 5, ,25 41,2862 1,75 211,9355 Hasil Karakterisasi Konstanta Dielektrik Perhitungan konstanta dielektrik dengan menggunakan power supply. Osiloskop, resistor dengan hambatan Ω, dan, komputer. Power supply di set menggunakan sinyal kotak-kotak dengan tegangan 10 V peak-to-peak dan frekuensi 1 KHz. Osiloskop untuk melihat hasil dari grafik yang terbentuk. Data yang didapat dari osiloskop dieksport ke microsofot excel untuk diolah dalam perhitungan konstanta dielektrik film tipis BST Gambar 19. Hasil osiloskop pada konsentrasi BST 0,75 Gambar 20. Hasil osiloskop pada konsentrasi BST 1,25 Nilai konstanta dielektrik merupakan gambaran dimana material tersebut dapat menyimpan muatan listrik seiring dengan salah satu fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan. Dari gambar hasil keluaran pada osiloskop dapat dilihat bahwa kelengkungan pada sinyal menunjukan adanya penyimpanan muatan pada material tersebut Gambar 21. Hasil osiloskop pada konsentrasi BST 1,75 GGambar 18. Pengujian fotodioda Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kepekatan dari BST

3 11 maka semakin tinggi pula konstanta dielektrik dari bahan tersebut. Ini disebabkan karena semakin banyaknya bahan dielektrik antara plat konduktor tersebut, sehingga mempengaruhi konstanta dielektrik bahan, hasil pada osiloskop menunjukan pengisian tiap konsentrasi berbeda-beda. Pada konsentrasi 1,75 mempunyai konstanta dielektrik terbesar sedangkan konstanta dielektrik terendah pada konsentrasi 0,75, Karakterisasi I -V (Arus - Tegangan) Karakterisasi kurva I-V menggunakan alat Keithley 617. kurva I-V diperlukan untuk melihat sifat fotodioda dari sampel, fotodioda bekerja pada daerah reverse bias. Nilai tegangan yang menyebabkan arusnya naik bervariasi untuk semua film. Tegangan yang menyebabkan arus mulai naik disebut tegangan breakdown. Karakterisasi I-V dilakukan dengan menggunakan I-V meter dengan dua perlakuan : kondisi terang dan kondisi gelap. Berdasarkan gambar 22 sampai dengan gambar 24 berbentuk kurva dioda dan ada perbedaan antara terang dan gelap. Karena ada perbedaan antara terang-gelap maka sampel bersifat fotodioda. Perbedaan kondisi terang dan gelap mempengaruhi besar tegangan breakdown dari masing-masing sampel. Fotodioda adalah suatu alat yang dibuat untuk berfungsi paling baik berdasarkan kepekaan terhadap cahaya sehingga cahaya yang datang menghasilkan elektron dan hole. Makin kuat cahayanya makin banyak pembawa minoritas dan makin besar arus baliknya. Untuk BST 0,75 M arus mulai tegangan -1 V dan 1,5 V. Pada kondisi terang pada tegangan -0,5 V dan 3 V. Untuk BST 1,25 M arus mulai tegangan -2,1 V dan 2,3 V. Pada kondisi terang pada tegangan -3,1 V dan 3 V. Untuk BST 1,75 M arus mulai tegangan -0,3 V dan 1,3 V. Pada kondisi terang pada tegangan -1,1 V dan 1,7 V. Gambar 22. Gambar 23. Kurva I-V pada itas BST 0,75 M Kurva I-V pada itas BST 1,25 M

4 12 Gambar 24. Kurva I-V pada itas BST 1,75 M Reflektansi Pengukuran reflektansi menggunakan alat spectrasuit spectrophotometer. Dengan menggunakan referensi gelap berupa benda hitam dan referensi terang berupa cermin. dengan panjang gelombang yang dipakai antar 347,13 nm-1022,71 nm. Nilai reflektansi adalah kemampuan suatu bahan dapat memantulkan cahaya. Hasil yang diperoleh dengan variasi konsentrasi BST dapat dilihat bahwa BST mempunyai kemampuan reflektansi paling besar konsentrasi 0,75 dan paling kecil 1,75

5 Gambar 25. Kurva reflektansi terhadap panjang gelombang 13