DISERTASI dan TESIS Program Pascasarjana UM, 2018

Ukuran Huruf:  Kecil  Sedang  Besar

Pengaruh Waktu Penumbuhan terhadap Karakteristik ZnO Nanorods dan Aplikasinya pada Sel Surya Perovskite

Riris Idiawati

Abstrak


Cadangan minyak bumi dan batu bara sudah mulai berkurang, sementara kebutuhan energi listrik di Indonesia terus meningkat.Sehingga,perlu dikembangkan energi baru dan terbarukan untuk mengganti energi yang berbahan baku fosil. Sebagai daerah tropis, Indonesia memiliki potensi besar untuk mengembangkan sumber energi surya.Dalam penelitian ini  dikembangkan sistem terobosan baru yang mampu mengkonversi energi surya menjadi energi listrik melalui pengembangan sel surya generasi baru berbasis perovskite CH3NH3PbI3 (Methylammonium lead-iodide). Sel surya perovskite berbasis CH3NH3PbI3 akhir-akhir ini menjadi perhatian banyak peneliti karena merupakan salah satu kandidat yang sangat menjanjikan untuk memperoleh solar sel yang murah, mudah dalam fabrikasi serta memiliki efisiensi yang tinggi. Perovskite dipilih karena merupakan penyerap cahaya terbaik. Untuk meningkatkan rapat arus sel surya perovskite, ZnO dalam bentuk batang (rod) digunakan sebagai penghalang rekombinasi elektron dan hole.

           Telah berhasil dilakukan sintesis lapis tipis ZnO NRs  melalui dua tahapanutama yaitu deposisi seed layer ZnO pada permukaan substrat ITO dengan metode sol gel dan deposisi ZnONRs  melalui metode hidrotermal dengan variasi konsentrasi prekursor Zinc NitrateTetrahydrate dan lama waktu penumbuhan yaitu 75 dan 100 mM pada variasi waktu 4 jam, 6 jam, dan 8 jam disetiap konsentrasi sehingga membentuk film tipis ZnO NRs/ITO . Setelah itu  sel surya perovskite CH3NH3PbI3 dideposisikan film tipis ZnO NRs/ITO yang disintesis dengan metode spin coating dua tahap. Karakterisasi sampel menggunakan XRD, SEM-EDX, FTIR, UV-vis, Dielektrisitas, dan Resistivitas.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa film tipis ZnO NRs/ITO terbentuk secara homogen dan terorientasi vertikal pada seluruh substrat ITO dengan bentuk batang (rod) yang memiliki struktur heksagonal dengan fase zincite. Semakin lama waktu penumbuhan, ZnO NRs memiliki tingkat kehomogenan, kerapatan, dan rod panjang. Nilai band gap pada masing-masing sampel tidak berbeda secara signifikan.Band gap terendah yang dihasilkan sebesar 3,049 eV. Gusus fungsi yang terserap adalah H-C-N pada bilangan gelombang 870 cm-1 dan 1250 cm-1,dan ZnO pada bilangan gelombang rentang 400-515 cm-. Metode fabrikasi device perovskite CH3NH3PbI3 dengan metode two-step spin coatingmasih menghasilkan impuritas fasa PbI2 yang dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah morfologi ZnO NRs yang kurang homogen, suhu aniling pada farbrikasi perovskite CH3NH3PbI3, suhu kelembaban, dan rasio penetesan larutan CH3NH3I dan PbI2 yang kurang seimbang.