Perpustakaan Digital ITB

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.