Perpustakaan Digital ITB

Sel surya perovskit anorganik CsPbBr3 dengan elektroda karbon tanpa hole transport layer menawarkan arsitektur perangkat yang sederhana, tetapi kinerjanya sangat dipengaruhi oleh kualitas electron transport layer dan antarmuka ETL (Electron Transport Layer) dengan lapisan perovskit. SnO2 dipilih sebagai ETL karena memiliki transparansi tinggi, mobilitas elektron yang baik, serta dapat diproses pada suhu relatif rendah, sementara keberadaan cacat permukaan seperti oxygen vacancy dapat menjadi pusat trap dan rekombinasi non-radiatif. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh doping europium pada SnO2 terhadap karakteristik struktural, optik, morfologi CsPbBr3, serta kinerja fotovoltaik perangkat. Penelitian mencakup empat kondisi, yaitu SnO2 tanpa doping sebagai kontrol dan SnO2:Eu dengan konsentrasi 0,00125 M, 0,0025 M, serta 0,005 M. Substrat FTO (Fluorine-doped Tin Oxide) dibersihkan menggunakan deterjen, air demineral, aseton, dan isopropanol, kemudian diberi perlakuan UV (Ultraviolet Ozone) - ozone sebelum deposisi ETL. Larutan prekursor SnO2 dibuat dari SnCl2·2H2O dalam isopropanol, sedangkan EuCl3.6H2O ditambahkan untuk memperoleh variasi konsentrasi europium yang digunakan. Lapisan ETL dideposisikan dengan spin coating dan diproses secara termal sebelum lapisan CsPbBr3 dibentuk melalui metode two-step deposition, kemudian elektroda karbon dideposisikan menggunakan doctor blade. Karakterisasi dilakukan menggunakan XRD (X-Ray Diffraction) untuk identifikasi fasa dan perhitungan ukuran kristal, FESEM untuk pengamatan morfologi, UV-Vis untuk analisis transmitansi dan absorbansi, Tauc plot untuk penentuan celah pita optik, serta pengukuran J-V menggunakan solar simulator AM 1.5G pada intensitas 100 mW/cm2. Hasil XRD menunjukkan bahwa seluruh sampel didominasi fasa CsPbBr3 berstruktur ortorombik Pnma, sedangkan CsPb2Br5 tetap terdeteksi sebagai fasa sekunder. Ukuran kristal berdasarkan persamaan Scherrer adalah 53,4 nm pada kontrol, 52,3 nm pada 0,00125 M, 43,3 nm pada 0,0025 M, dan 50,9 nm pada 0,005 M. Citra FESEM menunjukkan ukuran vi butir CsPbBr3 sebesar 0,5 sampai 1,0 ?m pada kontrol, meningkat menjadi 0,7 sampai 1,2 ?m pada 0,00125 M dan mencapai 1,0 sampai 1,5 ?m pada 0,0025 M sebelum menurun kembali menjadi 0,6 sampai 1,0 ?m pada 0,005 M. Spektrum UV-Vis menunjukkan puncak eksitonik sekitar 510 sampai 515 nm. Hasil Tauc plot memberikan celah pita sebesar 2,307 eV pada kontrol, 2,305 eV pada 0,00125 M, 2,3045 eV pada 0,0025 M, dan 2,292 eV pada 0,005 M. Berdasarkan data J-V , kontrol menghasilkan PCE 4,15%, sedangkan 0,00125 M, 0,0025 M, dan 0,005 M masing-masing menghasilkan PCE 3,64%, 4,48%, dan 3,72%. Sampel 0,0025 M memberikan PCE tertinggi dengan Voc 1,27 V dan Jsc 4,85 mA/cm2, meskipun FF-nya sebesar 75,72% masih lebih rendah daripada kontrol yang mencapai 89,1%. Kondisi tersebut menunjukkan bahwa 0,0025 M memberikan kombinasi karakteristik perangkat paling menguntungkan dalam rentang konsentrasi yang diuji, tetapi peningkatan performa tidak terjadi secara seragam pada seluruh parameter fotovoltaik.