Perpustakaan Digital ITB

Material perovskit telah menarik minat banyak peneliti dalam bidang teknologi pemanenan energi matahari. Selama beberapa dekade, perovskit berbasis timbal (Pb) banyak digunakan sebagai material aktif dalam sel surya tersensitisasi pewarna (dye-sensitized solar cell, DSSC) dan sel surya perovskit (perovskite solar cell, PSC). Namun, penggunaan timbal (Pb) dalam jumlah banyak dikhawatirkan dapat menimbulkan bioakumulasi karena logam Pb memiliki toksisitas yang tinggi dan dalam preparasinya memerlukan peralatan yang cukup mahal. Saat ini, pemilihan material perovskit bebas Pb mulai banyak diteliti, salah satunya adalah penggunaan logam timah (Sn) yang diketahui lebih ramah lingkungan, mudah disintesis, dan telah terbukti memiliki kinerja fotovoltaik yang dapat bersaing dengan perovskit berbasis Pb. Penelitian ini melaporkan sintesis dan karakterisasi material perovskit berbasis Sn yang dilakukan di udara bebas menggunakan metode hot injection yang dimodifikasi dari prosedur Wang dkk. (2016). Material yang dihasilkan menunjukkan struktur kristal kubik dengan grup ruang Pm-3m, menyerupai struktur CsI. Karakterisasi Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDS) mengonfirmasi adanya unsur Cs, Sn, dan I, dengan Sn sebagai komponen terkecil. Morfologi partikel menunjukkan bentuk sferis yang mengalami agregasi, dengan ukuran yang bervariasi sesuai durasi sintesis (1, 10, dan 60 menit). Karakterisasi optik menggunakan spektrometer Ultraviolet-Visible (UV-Vis) menunjukkan dua puncak serapan pada 292 nm dan 362 nm. Spektrum fotoluminesensi memperlihatkan bahwa dengan pemberian energi di panjang gelombang pada 292 nm menghasilkan area luminesensi di daerah panjang gelombang 328 nm dan 448 nm sedangkan dengan pemberian energi di panjang gelombang pada 362 nm menghasilkan area luminesensi di daerah panjang gelombang 446 nm. Nilai energi celah pita yang diperoleh melalui analisis Tauc plot adalah 3,109 eV. Karakterisasi Fourier Transform Infrared (FTIR) berhasil mengidentifikasi gugus fungsi dari ligan asam oleat dan oleilamin yang digunakan selama sintesis, sedangkan spektroskopi Raman mendeteksi ikatan khas dalam struktur perovskit berbasis Sn. Dalam aplikasinya pada DSSC, material perovskit ditambahkan ke dalam larutan dye N719 sebagai material aktif. Karakterisasi spektroskopi UV-Vis terhadap lapisan TiO2 yang telah direndam dalam campuran dye dan perovskit menunjukkan pergeseran puncak serapan dye ke arah panjang gelombang lebih besar, seiring dengan meningkatnya ukuran partikel perovskit. Spektrum FTIR juga menunjukkan munculnya puncak baru yang mengindikasikan adanya interaksi kimia antara perovskit dan dye. Uji performa empat perangkat DSSC menunjukkan bahwa perangkat dye + P.1 (sintesis 1 menit) menghasilkan efisiensi tertinggi sebesar 3,84%, dengan Voc 0,68 V, Jsc 11,83 mA/cm2 , dan fill factor (FF) 0,48. Penurunan performa setelah dua minggu penyimpanan paling kecil terjadi pada perangkat ini, yaitu sebesar 10,68%.