digilib@itb.ac.id +62 812 2508 8800

ABSTRAK Gema Refantero
PUBLIC Irwan Sofiyan

COVER - Gema Refantero.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB I - Gema Refantero.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB II - Gema Refantero.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB III - Gema Refantero.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB IV - Gema Refantero.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

BAB V - Gema Refantero.pdf
PUBLIC Irwan Sofiyan

PUSTAKA Gema Refantero
PUBLIC Irwan Sofiyan

Material Cu2ZnSnS4 (CZTS) adalah material yang sangat baik untuk diaplikasikan sebagai lapisan absorber pada sel surya film tipis karena memiliki kemiripan yang tinggi dengan material Cu(In,Ga)S2 (CIGS), dimana CIGS solar cell adalah jenis sel surya yang telah berkembang semenjak tahun 1976 yang pada saat ini telah mencapai efisiensi cell lebih dari 20%. memiliki direct band gap (1,0 – 1,5 eV) dengan koefisien absorpsi sebesar 104 – 105 cm-1. Dan memiliki rapat hole yang tinggi, yaitu sekitar 1016 cm-3. Dari berbagai potensi tersebut, sayangnya sel surya CZTS masih menggunakan bahan beracun, yaitu Cadmium yang digunakan pada lapisan pendukung, yaitu lapisan buffer tipe-n. CdS juga memiliki band gap yang rendah (2.4 – 2.5 eV), sehingga penggunaan CdS sebagai buffer layer dapat menurunkan absorpsi pada panjang gelombang rendah. Mengatasi masalah tersebut, dibutuhkan material dengan band gap yang lebih tinggi (~3.0 – 3.7 eV). Sehingga, beberapa peneliti telah melakukan studi dan analisis dari beberapa material alternatif yang dapat menggantikan CdS. Material ZnSnO (ZTO) memiliki potensi yang sangat baik untuk menjadi material yang dapat menggantikan Cadmium sebagai lapisan buffer pada sel surya CZTS. Namun dari berbagai penelitian tersebut, hampir dari keseluruhan penelitian, material ZTO disintesis menggunakan metode vacuum yang relatif lebih mahal dan menggunakan teknologi yang lebih kompleks dibanding menggunakan metode non-vacuum solution process. Pada penelitian ini dilakukan optimasi material ZTO sebagai lapisan buffer sel surya CZTS yang disintesis menggunakan metoda spin coating. Optimasi dilakukan dengan memvariasikan ketebalan lapisan material ZTO dan variasi rasio Zn:Sn pada komposisi precursor ZTO dengan variasi 2:1, 3:1, 4:1, dan 5:1. lapisan buffer ZTO terbentuk dalam fasa amorfus, yang ditandai dari tidak terbentuknya satupun peak pada pola XRD. Hal ini diperkuat dengan melihat hasil karakterisasi SEM yang menunjukan morfologi permukaan lapisan buffer ZTO yang memiliki ukuran grain ~50 nm dengan uniformitas yang tinggi. Dengan terbentuknya ZTO sebagai fasa amorfus menjadikan keunggulan bagi lapisan buffer ZTO, karena dengan ini lapisan buffer ZTO dapat terbentuk secara uniform dan memiliki kestabilan yang tinggi pada luasan area yang besar. Optimasi Lapisan buffer dilakukan dengan memvariasikan ketebalan deposisi 3x, 5x, dan 7x dan rasio Zn:Sn dengan varian 2:1, 3:1, 4:1 dan 5:1. Dari hasil variasi ketebalan deposisi lapisan ZTO didapatkan dengan analisis hasil karakterisasi UV-Vis Spectroscopy menggunakan metoda Tauc plot, diperoleh lapisan ZTO yang dideposisi 3x, 5x, dan 7x secara berurutan memiliki nilai band gap sebesar 3.88 eV, 3.87 eV, dan 3.86 eV yang menunjukkan adanya penurunan band gap sebesar 0.01eV tiap pengulangan deposisi spin coating. Hasil variasi rasio Zn:Sn dengan varian 2:1, 3:1, 4:1 dan 5:1 secara berurutan memiliki nilai band gap sebesar 3.88 eV, 3.28 eV, 2.97 eV, dan 2.39 eV. Dari hasil ini dapat diimplikasikan bahwa peningkatan rasio Zn/Sn pada lapisan tipis ZTO dapat memperkecil nilai band gap material ZTO dan dari hasil variasi ini dapat diambil nilai optimum band gap ZTO dihasilkan dari rasio elemen Zn:Sn sebesar 3:1. Dari perbandingan Light Harvesting Efficiency (LHE) lapisan penyerap CZTS, lapisan penyangga CdS dan ZTO. Pasangan p-n CZTS-ZTO memiliki kompatibilitas yang lebih baik dibandingkan dengan pasangan p-n CZTS-CdS, yang dilihat dari tidak adanya overlaping LHE untuk pasangan CZTS-ZTO pada rentang panjang gelombang yang sangat besar yaitu, 400-790 nm. Sedangkan untuk pasangan CZTS-CdS adanya overlaping LHE yang cukup tinggi pada rentang 300-500nm sebesar 80% oleh CdS. Yang selanjutnya akan meminimalisir cahaya yang dapat diserap oleh lapisan absorber CZTS.