Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pembuatan kristal nano perovskit cesium
timbal bromida (CsPbBr3) dan karakteristik kimia-fisika-nya serta
kemungkinannya sebagai bahan aktif dalam sel surya perovskit. Penelitian ini
diawali dengan eksplorasi pembuatan kristal nano CsPbBr3, dengan mengoptimasi
dan memodifikasi proses sintesis berdasarkan metode Ligand Assisted
Reprecipitation (LARP). Selain itu, beberapa modifikasi dilakukan dengan
pemberian perlakuan gelombang mikro (metode Microwave Assisted – MA) dan
penambahan partikel nano TiO2. Hasil pembuatan kristal nano CsPbBr3
dikarakterisasi dengan pengukuran X-Ray Diffraction (XRD) dan High Resolution
Transmission Electron Microscopy (HR-TEM) untuk mendapatkan data struktur,
konstanta kisi dan bentuk kristal nano. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa
struktur kristal CsPbBr3 dapat bervariasi, yaitu ortorombik, tetragonal atau kubik,
bergantung pada jenis ligand dan anti-pelarut yang digunakan dengan bentuk kristal
nano berupa pelat nano. Penggunaan pasangan ligan asam linoleik (AL) dan antipelarut toluen menghasilkan struktur kristal ortorombik, sedangkan pasangan ligan
asam oleik (AO) dan anti-pelarut toluen menghasilkan struktur kristal tetragonal,
dan pasangan ligan AL dan anti-pelarut kloroform menghasilkan struktur kristal
kubik.
Pembuatan dengan metode MA menghasilkan bentuk pelat nano dengan struktur
kristal ortorombik untuk anti-pelarut toluen, struktur kristal kubik untuk antipelarut kloroform, dan struktur kristal tetragonal untuk anti-pelarut tetrahidrofuran
(THF). Perbedaan struktur kristal tersebut ternyata berpengaruh pada karakteristik
fotoluminesensi (FL). Kristal ortorombik memiliki FL yang lebih tinggi dan lebih
stabil daripada kristal tetragonal ataupun kubik. Hasil karakterisasi termogravimetri
(TG) juga menunjukkan bahwa stabilitas termal kristal ortorombik lebih baik
dibandingkan dengan tetragonal dan kubik. Selain itu, penambahan partikel nano
TiO2 dalam pembuatan kristal nano CsPbBr3 ini, yang membentuk semacam
komposit CsPbBr3/TiO2, ternyata dapat meningkatkan stabilitas optiknya. Hasil uji
FL menunjukkan bahwa komposit CsPbBr3/TiO2 lebih stabil dibandingkan dengan
CsPbBr3 tanpa partikel nano TiO2 dalam waktu pengujian 60 hari. Hasil uji TG
menunjukkan bahwa komposit CsPbBr3/TiO2 tidak mengalami degradasi sampai
dengan suhu 470?C. Oleh karena CsPbBr3 tidak menunjukkan degradasi ketika
kontak dengan TiO2, maka ada kemungkinan untuk dapat digunakan sebagai
lapisan aktif dalam sel surya.
Sel surya yang dibuat terdiri dari beberapa lapisan, yaitu fluorine-doped tin oxide
(FTO)-coated glass sebagai katoda, lapisan transpor elektron (LTE) TiO2, lapisan
perovskit CsPbBr3 sebagai penyerap cahaya, serta karbon sebagai lapisan transpor
lubang (LTL) dan anoda. Berdasarkan hasil karakterisasi rapat fotoarus – tegangan
(J-V), sel surya perovskit lapis tunggal yang menggunakan lapisan perovskit
kristal nano hasil sintesis metode LARP dan MA dengan penambahan partikel
nano TiO2 masing-masing dapat mencapai memiliki efisiensi 4,7 dan 4,3%. Sel
surya lapis jamak dengan dua lapisan tipis penyerap cahaya, yaitu kristal nano hasil
sintesis metode LARP dan MA dengan penambahan nanopartikel TiO2
menghasikan efisiensi hingga 6,3%, lebih tinggi dibandingkan dengan sel surya
lapis tunggal.