Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini berfokus pada optimasi kinerja sel surya perovskite inorganic CsPbBr3 tanpa penggunaan hole transport material (HTM-free) melalui penambahan agen pasivasi polimer hydroxyethyl cellulose (HEC). Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengatasi permasalahan morfologi lapisan perovskite yang buruk dan menjadi penyebab rendahnya power conversion efficiency (PCE). Variasi eksperimen telah dilakukan dengan memodifikasi beberapa parameter, diantaranya: (1) Posisi lapisan pasivasi, dimana HEC dideposisikan baik sebelum dan sesudah lapisan perovskite untuk mengidentifikasi posisi optimal yang dapat memaksimalkan efek pasivasi, (2) pelarut HEC yaitu chlorobenzene dan terpineol untuk mempelajari pengaruh polaritas pelarut terhadap kinerja sel surya, (3) konsentrasi HEC sebesar 0,25 mg/mL, 0,5 mg/mL, dan 1,0 mg/mL untuk menentukan konsentrasi optimal yang dapat meningkatkan kinerja tanpa mengkompromikan sifat optik dan elektrik dari sel surya. Proses fabrikasi sel surya yang dilakukan dalam kondisi lingkungan dengan kelembaban relatif sebesar 50-60%. Karakterisasi mendalam dilakukan menggunakan berbagai teknik, seperti X-Ray Diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), UV-Vis spectroscopy, photoluminescence (PL), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), dan solar simulator AM 1.5 G filter 100 mW/cm2. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penambahan HEC secara signifikan meningkatkan parameter kinerja sel surya CsPbBr3 dengan peningkatan tertinggi mencapai PCE sebesar 5,78%, Voc sebesar 1,37 V, Jsc sebesar 5,54 mA/cm2, dan fill factor (FF) sebesar 75,80% jika dibandingkan dengan sel kontrol. Analisis XRD menunjukkan peningkatan intensitas puncak yang mengindikasikan peningkatan kristalinitas lapisan perovskite. Citra SEM mengungkapkan bahwa HEC mampu mengisi kekosongan pada batas butir perovskite, sehingga mengurangi defect dan meningkatkan kualitas morfologi lapisan. Spektroskopi FTIR mengkonfirmasi adanya interaksi antara gugus hidroksil HEC dengan permukaan perovskite. Pengukuran PL dan EIS menunjukkan penurunan laju rekombinasi radiatif dan peningkatan resistansi rekombinasi yang mengindikasikan penurunan densitas trap pada lapisan perovskite. Penelitian ini berhasil menunjukkan bahwa penambahan agen pasivasi HEC merupakan strategi yang efektif untuk meningkatkan kinerja sel surya perovskite CsPbBr3. Optimasi posisi lapisan pasivasi, pemilihan pelarut, dan konsentrasi HEC yang tepat sangat penting untuk mencapai hasil yang optimal. Mekanisme peningkatan kinerja sel surya dapat dijelaskan melalui morfologi lapisan perovskite, penurunan densitas trap, dan pengurangan laju rekombinasi. Hasil penelitian ini memberikan kontribusi yang signifikan dalam pengembangan sel surya perovskite yang lebih efisien. Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan dengan menguji stabilitas sel dalam jangka waktu tertentu terhadap beberapa parameter kestabilan serta melakukan karakterisasi lanjutan untuk memvalidasi kontribusi HEC pada sel surya perovskite CsPbBr3.