Computer modelling and analysis of the photodegradation effect in a-Si:H p—i—n solar cell

Abstract

Computer modelling and analysis of the photodegradation effect in a-Si:H p-in solar cell View the table of contents for this issue, or go to the journal homepage for more 2015 J. Semicond. 36 014002

Pengaruh Rapat Cacat Dangling-Bond Lapisan (p)a-Si:H Pada Kinerja Sel Surya Struktur p-i-n

“…Sel surya film tipis berbasis silikon amorf (a-Si) memiliki perilaku terkait struktur orde jangkauan pendeknya (amorf) dan keberadaan ikatan lepas (dangling bond, DB) yang berimbas pada perilaku sifat optoelektroniknya yang mempengaruhi efisiensi konversi a-Si, sehingga upaya inovasi dilakukan dengan pasivasi hidrogen yang menghasilkan silikon amorf terhidrogenasi (a-Si:H), tetapi upaya ini menyebabkan terjadinya penurunan konduktivitas sel surya pada saat dipapar cahaya secara kontinu yang dikenal dengan efek Staebler-Wronski (SWE) [6]. Efek SWE terjadi akibat keberadaan atom H dalam ikatan yang menghasilkan peningkatan rapat keadaan cacat ikatan lepas yang terjadi oleh rekombinasi nonradiatif (non-radiative recombination) antara elektron dan hole foto-eksitasi (photoexcited) pada ikatan lemah Si-Si yang menghubungkan dengan ikatan SiHHSi, serta cacat yang lain yang berkaitan dengan susunan acak atom-atom Si [7]. Pengembangan sel surya berbasis a-Si:H sudah dilakukan dalam kurun waktu 1976-2016 dengan berbagai inovasi dilakukan dalam meningkatkan efisiensi konversinya untuk bisa bersaing dengan teknologi sel surya lainnya, misalnya yang berbasis kristalin silikon (c-Si), dimana efisiensi tertinggi untuk sel surya berbasis a-Si:H dengan struktur triple-junction diperoleh sekitar 14.01%, seperti ditunjukkan pada Gambar.1 [8].…”

“…𝐹𝐹 = 𝑉 𝑚 𝐽 𝑚 𝑉 𝑂𝐶 𝐽 𝑆𝐶 = 𝑃 𝑚 𝑉 𝑂𝐶 𝐽 𝑆𝐶 (7) dimana 𝐽 𝑆𝐶 menyatakan rapat arus pada short circuit current, 𝐽 𝐿 menyatakan rapat arus foto, 𝐽 0 menyatakan rapat arus gelap balik, 𝑉 menyatakan tegangan termal pada sambungan, 𝐾𝑇 menyatakan energi termal, 𝑛 menyatakan faktor ideal, 𝑉 𝑂𝐶 menyatakan tegangan rangkaian terbuka, 𝑉 𝑚 menyatakan tegangan maksimum, 𝐽 𝑚 menyatakan rapat arus maksimum, Pm menyatakan daya maksimum, FF menyatakan fill factor, dan 𝐸 𝑓𝑓 menyatakan efisiensi konversi..…”

Band Gap Optimization of Thin Film a-Si:H Bifacial Solar Cells (BFSCs) Using AFORS-HET

“…One of the methods that can resolve this limitation is hydrogen passivation which produces hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H), but this process causes the degradation of transport properties when exposed to continuous light known as the Staebler-Wronski effect (SWE) due to the presence of the H atom in the bond. During illumination, the increase of the DB density of states that occurs by non-radiative recombination between the electron and the photo-excitation hole (photoexcited) on the weak Si-Si bond that connects with the bond SiHHSi, as well as other defects related to the random arrangement of Si atoms [3], [4].…”