Perpustakaan Digital ITB

Sel surya organik merupakan sel surya generasi ketiga yang memiliki keunggulan, seperti proses fabrikasi yang murah dan mudah, serta dapat dibuat dalam area yang fleksibel dan luas. Namun dari segi performansi divais masih rendah dibandingkan dengan sel surya inorganik. Pada awal penelitian sel surya organik, divais ini memiliki konfigurasi planar heterojunction. Namun dalam perkembangannya, konfigurasi sel surya dimodifikasi dengan menggunakan bentuk bulkheterojunction (BHJ) menggunakan bahan hibrid organik-inorganik ataupun menggunakan konfigurasi terbalik (inverted) dalam upaya meningkatkan efisiensi kinerja dari divais. Mekanisme sel surya organik melibatkan proses elektronik seperti transfer muatan yang dibatasi oleh panjang difusi dan penyerapan yang lemah. Pada beberapa tahun ini telah dikembangkan juga penggunaan nanopartikel logam ke dalam struktur divais sel surya dengan memanfaatkan efek resonansi plasmon permukaan terlokalisasi (localized surface plasmon resonance, LSPR) dari nanopartikel untuk membantu proses penyerapan cahaya, maupun berfungsi sebagai lapisan penghantar hole atau elektron. Meskipun studi ini telah banyak dilakukan baik secara teori maupun eksperimen, namun mekanisme LSPR di dalam divais belum mencapai hasil yang memuaskan. Mekanisme sel surya secara umum meliputi proses penyerapan foton oleh polimer, pembentukan eksiton, pemisahan eksiton dan transfer hole melewati hole transport layer (HTL) menuju anoda dan elektron melewati electron transport layer (ETL) menuju katoda. Pada penelitian kali ini, kami melakukan investigasi mekanisme generasi pembawa muatan dan proses transportnya pada sel surya hibrid bulk-heterojunction struktur terbalik (inverted) dengan memanfaatkan efek LSPR dari nanopartikel perak (AgMy) dan emas (AuMPA). AgMy dan AuMPA dalam penelitian ini dicampurkan dengan polimer P3HT:PCBM yang berfungsi sebagai lapisan aktif dari divais sel surya hibrid untuk meningkatkan penyerapan cahaya dan proses selanjutnya pada daerah antarmuka lapisan aktif. Hasil pengukuran kurva absorbansi terhadap material aktif (P3HT:PCBM) dengan penambahan AgMy ataupun AuMPA dengan konsentrasi di bawah 10 wt% menunjukkan area serapan (absorbansi) yang hampir sama akibat tumpang tindih puncak absorbansi di daerah panjang gelombang cahaya tampak (~500 nm) yang sama antara material aktif dan nanopartikel logam. Sementara itu, pengukuran FTIR baik untuk polimer P3HT:PCBM dengan penambahan AgMy ataupun AuMPA tidak menunjukkan secara spesifik terbentuknya ikatan kimia baru yang terbentuk antara capping myristate ataupun 3-MPA dengan bagian rantai dari P3HT:PCBM. Namun demikian, beberapa intensitas puncak transmisi terutama untuk ikatan C-O cukup meningkat dibandingkan dengan material aktif referensinya. Karakteristik JV menunjukkan bahwa performansi divais sel surya dengan penambahan nanopartikel AgMy tidak memberikan peningkatan nilai JSC dan VOC namun demikian hasil penghitungan menunjukkan adanya peningkatan nilai filling factor (FF). Sementara itu divais sel surya dengan penambahan nanopartikel AuMPA menunjukkan peningkatan pada nilai JSC nya.