Perpustakaan Digital ITB

Perovskite metal halida AMX3 dengan A kation inorganik golongan I atau kation organik, M sebagai logam kation (Pb atau Sn), dan X adalah anion golongan halida, merupakan material perovskite yang sangat menjanjikan sebagai alternatif dari perovskite organik-inorganik seperti methylamine lead triiodide (MAPbI3). Meskipun CsPbI3, yang merupakan salah bentuk dari perovskite AMX3 di atas, menghasilkan efisiensi sel surya lebih kecil dari pada sel surya berbahan MAPbI3, perovskite CsPbI3 lebih stabil terhadap kelembapan dan oksigen. Mengingat adanya kemungkinan untuk menukar komponen X dengan elemen yang sejenis yang berasal dari golongan halida, maka penelitian dalam tesis ini berusaha mengkaji bagaimana pengaruh penukaran elemen halida tersebut terhadap struktur elektronik dari perovskite CsPbX3 ini. Kajian ini dikerjakan dengan melakukan komputasi struktur elektronik menggunakan paket komputasi berbasis metoda density functional theory (DFT), yang dikenal dengan Quantum ESPRESSO. Setelah melakukan perhitungan awal dengan berbagai pseudofunction dan parameter, akhirnya diperoleh kondisi yang dapat menghasilkan perhitungan yang konvergen dan struktur elektronik yang bersesuaian dengan karakter bahan semikonduktor, yakni dengan menggunakan exchange correlation PBE, dengan pseudopotensial berjenis Ultrasoft, energi cut-off sebesar 45 Ry, cut-off density sebesar 450 Ry, dan k-point berupa 4×4×4. Sedangkan algoritma machine-learning yang digunakan, adalah Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS). Metode okupansi elektron telah dicoba dengan menggunakan 2 jenis smearing berbeda, yaitu metode Methfessel Paxton dan Fermi Dirac. Hasil perhitungan komputasi didapatkan nilai energi celah (bandgap) dari 1.445 eV – 2.866 eV untuk elemen halida dari I hingga F. Dengan demikian, bandgap terkecil dimiliki CsPbI3 dan bandgap tersebut membesar sebagai akibat penukaran I dengan elemen halida yang lebih kecil nomor atomnya. Variasi anion halide berdampak signifikan terhadap struktur elektronik sekitar pita konduksi dan valensi, yaitu dalam kontribusi densitas orbital yang terkait spesies-spesies atom pada material ini.