Perpustakaan Digital ITB

Perovskite organik-inorganik halida adalah salah satu material yang menjanjikan untuk aplikasi perangkat optoelektronik terutama untuk perangkat lighting. Hal itu karena perovskite organik-inorganik halida mempunyai panjang gelombang emisi yang dapat diatur, intensitas emisi yang tinggi serta proses sintesis berbasis larutan yang relatif lebih mudah. Perovskite organik-inorganik halida berbasis methylammonium (CH3NH3) dengan emisi warna hijau dan merah telah banyak dilaporkan dan menghasilkan intensitas serta kestabilan spektrum emisi yang unggul. Meskipun begitu, sintesis perovskite organik-inorganik hibrida berbasis methylammonium (CH3NH3) emisi warna biru dengan kualitas emisi yang tinggi masih menjadi tantangan karena kekurangan yang dimiliki yaitu intensitas emisi yang masih rendah dan ketidakstabilan spektrum emisi terhadap udara terbuka. Penelitian tentang perovskite emisi warna biru berbasis CH3NH3 secara umum diperoleh dari pencampuran komponen klorin dan bromin, CH3NH3Pb(Br/Cl)3. Namun, pencampuran ion Cl- dan Br- tersebut dapat menghasilkan distribusi partikel yang tidak homogen sehingga mengakibatkan spektrum emisi bergeser dari wilayah biru ke hijau. Kekurangan ini dapat menghambat aplikasi perovskite CH3NH3Pb(Br/Cl)3 dalam pengembangan perangkat optoelektronik. Oleh karena itu, sintesis perovskite emisi biru CH3NH3PbBr3 dengan komponen halida tunggal penting untuk dilakukan. Di sini, telah disintesis lapisan komposit perovskite CH3NH3PbBr3/PMMA dengan variasi rasio ligan OA:OLAm untuk mendapatkan emisi warna biru yang optimal. Sedangkan untuk peningkatan stabilitas spektrum emisi biru dilakukan dengan variasi penambahan fumed silica. Koloid perovskite CH3NH3PbBr3 disintesis dengan metode Ligand-Assisted Reprecipitation Process (LARP) karena metode tersebut relatif sederhana, hemat biaya dan memiliki banyak parameter yang dapat disesuaikan. Sedangkan sintesis lapisan komposit dilakukan dengan metode drop-casting karena metode tersebut tidak memerlukan teknik yang rumit dan menghasilkan morfologi lapisan komposit yang cukup baik. Rasio ligan OA:OLAm yang diberikan pada sampel yaitu 1:0,1 M, 1:0,15 M, 1:0,25 M dan 1:0,35 M. Dari variasi rasio ligan tersebut, diperoleh hasil spektrum absorbansi dan spektrum emisi koloid perovskite CH3NH3PbBr3 emisi biru yang optimal pada rasio 1:0.25 M. Sampel dengan rasio tersebut memiliki spektrum absorbansi berupa puncak eksitonik 441 nm dan puncak emisi warna biru yang optimal sebesar 471 nm. Hal itu disebabkan oleh konsentrasi OLAm yang tinggi dapat menghasilkan distribusi ukuran partikel perovskite yang kecil sekitar 5,73 nm yang dibuktikan dengan hasil pengukuran Transmission Electron Microscopy (TEM). Partikel perovskite dengan ukuran tersebutlah yang menghasilkan puncak serapan eksitonik pada panjang gelombang yang lebih rendah sehingga emisi yang dihasilkan berada pada daerah warna biru. Peningkatan stabilitas spektrum emisi lapisan komposit perovskite CH3NH3PbBr3/PMMA dilakukan dengan optimasi fumed silica. Optimasi konsentrasi fumed silica yang dilakukan pada sintesis lapisan komposit perovskite CH3NH3PbBr3/PMMA dan CH3NH3PbBr3/PMMA/SiO2 dapat mempertahankan sifat optik emisi biru yang optimal baik pada spektrum absorbansi dan spektrum emisinya. Puncak emisi lapisan komposit perovskite CH3NH3PbBr3/PMMA/SiO2 dapat dipertahankan dari fase koloid yaitu di daerah panjang gelombang 472 nm. Struktur permukaan sampel juga berupa grain dengan ukuran yang kecil dan distribusi merata. Stabilitas sampel dengan fumed silica terhadap udara, air (H2O) dan temperatur tinggi juga memiliki intensitas yang dapat dipertahankan dengan baik. Hal tersebut karena optimasi fumed silica menghasilkan interaksi dengan ligan di permukaan yang baik serta kontrol ukuran partikel perovskite di permukaan fumed silica. Interaksi permukaan menyebabkan ligan pada material perovskite menjadi lebih stabil dan kontrol ukuran partikel menghasilkan peningkatan sifat optik. Hasil optimasi sifat optik lapisan komposit perovskite CH3NH3PbBr3/PMMA/SiO2 tersebut memungkinkan aplikasi perovskite untuk perangkat optoelektronik terutama untuk perangkat lighting.