ABSTRAK Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati COVER Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati BAB 1 Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati BAB 2 Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati BAB 3 Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati BAB 4 Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati BAB 5 Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati BAB 6 Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati BAB 7 Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati PUSTAKA Ajeng Eliyana
PUBLIC Yati Rochayati
Kemajuan teknologi dan pertumbuhan penduduk yang terus meningkat
menyebabkan banyaknya permintaan energi secara global sehingga dapat
mempercepat ancaman terhadap kelangsungan hidup umat manusia. Dalam era
tersebut dimana peningkatan kebutuhan energi bersih menjadi fokus utama, solar
photovoltaic (PV) atau teknologi sel surya telah muncul sebagai kandidat yang
menjanjikan untuk memenuhi tuntutan tersebut dan menjadi salah satu alternatif
sumber energi ramah lingkungan yang diharapkan mampu menggantikan sumber
energi konvensional berbasis minyak bumi dan batubara. Sel surya menandai titik
penting dalam evolusi teknologi energi terbarukan. Dengan terus berkembangnya
penelitian dan inovasi, harapan untuk memiliki sumber energi yang lebih bersih,
efisien, dan terjangkau semakin dekat. Seiring dengan itu, diperlukan dukungan
yang kuat dari berbagai pihak, termasuk industri, pemerintah, dan lembaga
penelitian, untuk mempercepat adopsi dan pengembangan teknologi ini.
Saat ini penerapan Carbon Nanotube (CNT) dalam sel surya menjadi perhatian para
peneliti fotovoltaik, karena keunikan dari karakterisasi yang dimilikinya, yaitu
penyerapan optiknya yang luas, ketahanan, resistansi rendah dan mobilitas
pembawa muatan yang tinggi. Selain itu CNT memiliki konduktivitas elektrik yang
sangat besar sehingga lebih mudah dalam menghantarkan arus listrik, karena itu
sangat berpotensi dalam meningkatkan efisiensi sel surya lapisan tipis. Untuk
peningkatan kualitas pun dilakukan melalui pengembangan dan optimasi dalam
eksperimen.
Pengembangan penumbuhan CNT yang telah dilakukan salah satunya pada
penumbuhan metal katalis, karena memegang peranan penting pada saat proses
pembentukan tabung CNT. Material nikel (Ni) digunakan sebagai metal katalis
yang ditumbuhkan di atas substrat SiO2 dan corning glass dengan menggunakan
metode vacuum thermal evaporation. Sedangkan teknik hot wire cell in plasmavery high frequency-plasma enhanced chemical vapor deposition (HWC in plasmaVHF-PECVD) yang merupakan modifikasi baru dari pengembangan teknik
PECVD digunakan untuk penumbuhan lapisan CNT dan fabrikasi divais sel surya
berbasis silikon amorf (a-Si) dengan optimasi ketebalan lapisan-i. Lapisan CNT
yang dihasilkan diperoleh melalui optimasi beberapa parameter, kemudian
diaplikasikan dalam divais sel surya berbasis silikon amorf tipe p-i-n, dengan
struktur lapisan corning glass/TCO/Ni/CNT/a-Si (p-i-n).
Optimasi dalam penumbuhan metal katalis Ni diperoleh pada parameter waktu
deposisi 50 s, dengan suhu annealing 500 ?C selama 4,5 jam yang menghasilkan
metal katalis berukuran 26,18 nm, dengan standar deviasi dan polidispersi masingmasing yaitu 6,005 nm dan 22,94 %. Selanjutnya, metal katalis Ni yang dihasilkan
menjadi media dalam deposisi CNT yang ditumbuhkan di atas substrat corning
glass+TCO melalui teknik HWC in plasma-VHF-PECVD dengan mengoptimasi
parameter deposisi yang meliputi laju alir gas prekursor CH4, waktu deposisi, suhu
substrat, dan tekanan chamber. Dari optimasi ini diperoleh CNT dengan hasil
optimum pada laju alir gas precursor CH4 80 sccm yang dideposisi selama 1 jam
pada suhu substrat 250 ?C dan tekanan chamber 500 mTorr. Melalui optimasi
tersebut diperoleh CNT yang bersifat semikonduktor dengan diameter dan panjang
masing-masing yaitu ~29 nm dan ~2206 nm, rasio ID/IG 0,87, serta celah pita energi
2,31 eV. Dari keseluruhan hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa celah pita
energi dari CNT yang dihasilkan dalam penelitian ini termasuk “wide band gap”
sehingga CNT dapat diaplikasikan dengan baik sebagai front layer dalam divais sel
surya p-i-n berbasis a-Si.
Lapisan CNT yang dihasilkan, kemudian diaplikasikan dalam sel surya berbasis
silikon amorf. Hal ini menjadi salah satu pilihan yang dikembangkan dalam
penelitian ini, dengan melihat pengaruh lapisan CNT pada karakteristik divais sel
surya p-i-n berbasis a-Si pada optimasi ketebalan lapisan-i. Dari hasil
pengaplikasian ini, nilai efisiensi terbesar 0,061% yang diperoleh dari sel surya
dengan ketebalan lapisan-i 1,8 ?m.
Penelitian ini merupakan penelitian yang pertama kali dilakukan di Laboratorium
PECVD KK FTMM ITB yaitu dengan mengaplikasikan lapisan CNT pada divais
sel surya p-i-n berbasis a-Si dengan metode HWC in plasma-VHF-PECVD. Proses
deposisi lapisan CNT pada divais sel surya a-Si ini dilakukan secara in-situ
sehingga penelitian ini lebih praktis dan ekonomis. Hasil penelitian ini dapat
menjadi studi awal yang diharapkan dapat memberikan kontribusi baru dalam
pengembangan sel surya khususnya aplikasi lapisan tipis CNT pada divais sel surya
a-Si.