1 Bab I Pendahuluan I.1 Latar Belakang Peralatan optoelektronik, seperti light emitting diodes (LED), sel surya, detektor cahaya dan laser saat ini merupakan bagian penting dalam bidang teknologi. Material yang digunakan untuk pembuatan peralatan optoelektronik harus memiliki keunggulan berupa proses pembuatan yang sederhana dengan biaya rendah, serta sifat optik dan termal yang stabil (Dong et al., 2023). Kristal nano perovskit merupakan salah satu material yang memenuhi kriteria tersebut karena dapat dibuat dalam tahapan sintesis yang sederhana, dan memiliki sifat optik yang stabil (Qi et al., 2018), sehingga material ini dapat digunakan pada LED (W. Xu et al., 2019), sel surya perovskit (Peng et al., 2023; Tan et al., 2023; Zou et al., 2023) dan detektor sinar X (Jana et al., 2022; C. Zhao et al., 2022). Sel surya telah muncul sebagai peranti penting dalam konversi energi terbarukan, dimana penelitian lebih lanjut untuk pengurangan biaya produksi masih dibutuhkan (X. Sun et al., 2015). Dampak ekonomi dan sosial dari penggunaan sel surya sangat berkembang sehingga International Renewable Energy Agency memperkirakan penggunaan sel surya dapat mencapai 15 TW pada tahun 2050 (Aghaei et al., 2022). Salah satu bagian yang memiliki peran sangat penting dalam sel surya adalah lapisan aktif yang berfungsi sebagai penyerap atau pengumpul foton dari cahaya matahari. Untuk mendapatkan sel surya dengan efisiensi yang lebih tinggi, dibutuhkan lapisan aktif yang stabil terhadap pengaruh lingkungan. Sel surya generasi pertama menggunakan material silikon (Si) kristalin dengan beberapa kelebihan, yaitu jumlah yang melimpah, stabilitas yang baik, dan non-toksisitas. Celah pita energi Si adalah 1,12 eV, yang mendekati nilai optimal untuk konversi energi matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan satu lapisan aktif (Okil et al., 2021). Namun demikian, metode fabrikasi silikon yang rumit membutuhkan biaya tinggi sehingga menyebabkan mahalnya harga sel surya (N. Kumar et al., 2021). Kristal nano perovskit juga dapat digunakan sebagai lapisan aktif pada sel surya karena memiliki beberapa kelebihan, yaitu koefisien penyerapan yang tinggi, panjang difusi pembawa muatan yang besar, toleransi cacat yang tinggi, celah pita 2 optik yang dapat diatur, dan mobilitas pembawa muatan yang cukup tinggi (M. Liu et al., 2019; Olaleru et al., 2020). Sel surya perovskit yang menggunakan material hibrid organik-anorganik, seperti metilamonium timbal halida (CH 3NH3PbX3), telah menunjukkan harapan besar sebagai bahan penyerap baru karena dapat menurunkan biaya produksi dan sangat efisien (Green et al., 2014; Kazim et al., 2014). Material perovskit tipe CH 3NH3PbX3 (X = Cl, Br, I) dapat menghasilkan aplikasi yang menjanjikan, yaitu sel surya dengan efisiensi tinggi (Burschka et al., 2013; Grätzel, 2014; Hao et al., 2014). Untuk material metilamonium timbal iodida (CH 3NH3PbI3), efisiensi maksimum yang telah dapat dicapai adalah 22,78% (B. Gao et al., 2020). Perovskit organik-anorganik memiliki koefisien serapan cahaya yang tinggi, keseimbangan mobilitas lubang dan elektron yang tinggi, masa hidup (lifetime) pembawa muatan yang lama, panjang difusi muatan yang tinggi (Hyuna Lee et al., 2022; Mukhokosi and Maaza, 2022). Berdasarkan kumpulan data hasil penelitian-penelitian sebelumnya, efisiensi sel surya perovskit (25,2%) sudah cukup untuk menandingi efisiensi sel surya silikon (26,7%) %) (N. Kumar et al., 2021; Tian et al., 2020). Namun demikian, sel surya perovskit (CH 3NH3PbI3) belum dapat stabil untuk jangka waktu yang lama. CH 3NH3PbX3 akan terdegradasi pada suhu 85°C akibat kation organik CH3NH3 + yang tidak stabil pada suhu tersebut (Wan et al., 2020).