Pengaruh Volume Larutan Metilamonium Timbal Iodida (CH3NH3PbI3) terhadap Kinerja Sel-Surya Perovskite Struktur Mesopori Tanpa Lapisan Transpor Hole (HTL-Free) Berbasis Karbon

Ayi Bahtiar, Yuli Sartika

Abstract


Pembuatan modul sel-surya perovskite dengan sturuktur tanpa lapisan transpor hole (PSC HTL-free) berbasis karbon memerlukan informasi nilai rasio optimum antara volume larutan metilamonium timbal iodida (MAPbI3) sebagai lapisan aktif perovskite terhadap luas area aktif sel-surya. Dalam penelitian ini, telah dilakukan studi variasi volume larutan MAPbI3 yang diinfiltrasikan ke dalam lapisan mesopori sel-surya perovskite HTL-free dengan struktur gelas/FTO/TiO2/ZrO2/perovskite/Karbon. Variasi volume larutan MAPbI3 yang digunakan adalah 5 mL, 10 mL, 15 mL dan 20 mL, dengan tujuan untuk memperoleh nilai rasio optimum dari volume larutan MAPbI3 dengan luas area aktif PSC HTL-free berbasis karbon. Pembuatan dan pengukuran kinerja sel-surya dilakukan pada temperatur ruang dengan kelembaban udara yang tinggi  di atas 80%. Luas area aktif sel surya adalah 1,5 cm2. Sumber cahaya yang digunakan dalam pengukuran karakteristik arus-tegangan sel-surya adalah LED putih dengan intensitas 100 mW/cm2. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa nilai rapat-arus hubung-singkat (JSC) dan efisiensi konversi daya (PCE) sangat dipengaruhi oleh volume larutan MAPbI3, sedangkan nilai tegangan hubung-terbuka (VOC) dan faktor pengisi (FF) hampir sama untuk semua variasi volume larutan MAPbI3. Nilai PCE maksimum 2,63 % diperoleh untuk volume larutan 15 mL, sehingga rasio optimum untuk pengembangan modul PSC HTL-free dengan luas area aktif yang besar adalah 10 mL/cm2.


References


M. K. Assadi, S. Bakhoda, R. Saidun, H. Hanaei, Recent progress in perovskite solar cells, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 81 (2018), p. 2812-2822.

S.D. Stranks, G.E. Eperon, G. Grancini, C. Menelaou, M.J. Alcocer, T. Leijtens, L.M. Herz, A. Petrozza, H.J. Snaith, Electron-hole diffusion lengths exceeding 1 micrometer in an organometal trihalide perovskite absorber, Science Vol. 342 (2013), p. 341-344.

W.S. Yang, B.-W. Park, E.H. Jung, N.J. Jeon, Y.C. Kim, D.U. Lee, S.S. Shin, J. Seo, E.K. Kim, J.H. Noh, Iodide management in formamidinium-lead-halide–based perovskite layers for efficient solar cells, Science Vol. 356 (2017), p.1376-1379.

M. Grätzel, The light and shade of perovskite solar cells, Nature Materials Vol. 13 (2014), p. 838-842.

T.A. Berhe, W.-N. Su, C.-H. Chen, C.-J. Pan, J.-H. Cheng, H.-M. Chen, M.-C. Tsai, L.-Y. Chen, A.A. Dubale, B.-J. Hwang, Organometal halide perovskite solar cells: degradation and stability, Energy Environmental Science Vol. 9 (2016), p. 323-356.

P. Docampo, T. Bein, A long-term view on perovskite optoelectronics, Accounts of Chemical Research Vol. 49 (2016), p. 339-346.

L. Etgar, P. Gao, Z. Xue, Q. Peng, A.K. Chandiran, B. Liu, M.K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Mesoscopic CH3NH3PbI3/TiO2 heterojunction solar cells, J. of American Chemical Society Vol. 134 (2012), p. 17396-17399.

Z. Ku, Y. Rong, M. Xu, T. Liu, H. Han, Full printable processed mesoscopic CH3NH3PbI3/TiO2 heterojunction solar cells with carbon counter electrode, Scientific Reports Vol. 3 (2013), 3132 (5-pages).

A. Mei, X. Li, L. Liu, Z. Ku, T. Liu, Y. Rong, M. Xu, M. Hu, J. Chen, Y. Yang, M. Grätzel, H. Han, A hole-conductor–free, fully printable mesoscopic perovskite solar cell with high stability, Science Vol. 345 (2014), p. 295-298.

K. Domanski, J.-P. Correa-Baena, N. Mine, M.K. Nazeeruddin, A. Abate, M. Saliba, W. Tress, A. Hagfeldt, M. Grätzel, Not all that glitters is gold: metal-migration-induced degradation in perovskite solar cells, ACS Nano Vol. 10 (2016), p. 6306-6314.

H. Chen, S. Yang, Carbon-based perovskite solar cells without hole transport materials: the front runner to the market?, Advanced Materials Vol. 29 (2017), 1603994 (16-pages)

R. Hu, L. Chu, J. Zhang, X.a. Li, W. Huang, Carbon materials for enhancing charge transport in the advancements of perovskite solar cells, J. of Power Sources Vol. 361 (2017), p. 259-275.

J. Burschka, N. Pellet, S. J. Moon, R. H. Baker, P. Gao, M. K. Nazeeruddin and M. Grätzel, Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells, Nature, vol. 499,( 2013), p. 316-319.

A. Bahtiar, N. A. Syifa, E. S. Nurazizah, L. Safriani, Sifat Optik Dan Struktur Kristal Material Perovskite Yang Disintesis Dari Baterai Bekas Mobil, Jurnal Ilmu dan Inovasi Fisika Vol. 01, No. 02 (2017), p. 86 – 93.

E. A. Alharbi, A. Y. Alyamani, D. J. Kubicki, A. R. Uhl, B. J. Walder, A. Q. Alanazi, J. Luo, A. Burgos-Caminal, A. Albadri, H. Albrithen, M. H. Alotaibi, J.-E. Moser, S. M. Zakeeruddin, F. Giordano, L. Emsley, M. Graetzel, Atomic-level passivation mechanism of ammonium salts enabling highly efficient perovskite solar cells, Nature Communications Vol. 10 (2019), p. 1-9.




DOI: https://doi.org/10.24198/jiif.v3i2.22598

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Journal Indexed By:
Visit Statistics: