PENGARUH PENYISIPAN ION BROMIDA TERHADAP SIFAT OPTIK DAN STRUKTUR KRISTAL LAPISAN TIPIS PEROVSKITE HALIDA CAMPURAN MAPbBrxI3-x

KHAIRUL HABIBIE, NABILA ASY SYIFA, AYI BAHTIAR

Abstrak


Sel-surya hibrid organik-inorganik berbasis material perovskite metilammonium timbal iodida atau MAPbI3 sebagai material aktifnya telah berkembang sangat pesat. Saat ini efisiensi konversi sel-surya perovskite telah mencapai 23% untuk sel-surya perovskite murni dan 26% untuk tandem dengan sel-surya silikon. Namun, sel-surya perovskite belum bisa bersaing dengan sel-surya silikon karena masih rendahnya stabilitas material perovskite, terutama terhadap kelembaban, temperatur dan radiasi sinar UV. Perovskite MAPbI3 bersifat higroskopis yang mudah terurai menjadi material penyusunnya yaitu metilamonium iodid (MAI) dan timbal iodida (PbI2) yang bersifat isolator, sehingga menurunkan kinerja sel-surya. Oleh karena itu, studi peningkatan stabilitas material perovskite terutama terhadap kelembaban sangat penting untuk menghasilkan sel-surya perovskite yang stabil terhadap lingkungan. Dalam studi ini, telah dilakukan pembuatan lapisan tipis perovskite halida campuran, melalui penyisipan ion Bromida (Br) untuk mengganti beberapa ion iodida (I), sehingga menghasilkan perovskite halida campuran MAPbBrXI3-X.  Ion Bromida digunakan karena perovskite MAPbBr3 yang memiliki struktur kristal kubik lebih stabil terhadap kelembaban. Penyisipan ion Bromida divariasikan secara stoikiometri sebesar 0; 0,25; 0,5; 0,75 dan 3. Nilai x = 0 berarti MAPbI3, sedangkan x = 3 adalah MAPbBr3. Konsentrasi atomik ion Bromida secara stoikiometri sama dengan hasil pengukuran EDS. Hasil pengukuran UV-Vis menunjukkan bahwa ion Bromida mengurangi rentang panjang gelombang serapan cahaya atau meningkatkan energi bandgap. Sedangkan hasil pengukuran XRD menunjukkan bahwa terdapat pergeseran puncak difraksi dari struktur tetragonal menjadi kubik seiring dengan meningkatnya nilai x.  Oleh karena itu, struktur pseudo-tetragonal dapat diperoleh dengan mencampurkan ion Bromida ke dalam MAPbI3 untuk membentuk perovskite halida campuran MAPbBrXI3-X.

Teks Lengkap:

PDF

Referensi


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, 316-319.

A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai and T. Miyasaka, Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells, Journal of American Chemical Society vol. 131, 2009, 6050-6051.

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 and J. H. Noh, Iodide management in formamidinium-lead-halide-based perovskite layers for efficient solar cells, Science vol. 356, 2017, 1376–1379.

E. Köhnen, M. Jošt, A. B. Morales-Vilches, P. Tockhorn, A. Al-Ashouri, B. Macco, L. Kegelmann, L. Korte, B. Rech, R. Schlatmann, B. Stannowski and S. Albrecht, Highly efficient monolithic perovskite silicon tandem solar cells: analyzing the influence of current mismatch on device performance, Sustainable Energy Fuels vol. 3, 2019, 1995-2005.

J. Noh, S. Im, J. Heo, T. Mandal, and S. Seok, Chemical management for colorful, efficient, and stable inorganic–organic hybrid nanostructured solar cells, Nano Letters, vol. 13, 2013, pp. 1764-1769.

N. J. Jeon, J. H. Noh, W. S. Yang, Y. C. Kim, S. Ryu, J. Seo and S. I. Seok, Compositional engineering of perovskite materials for high-performance solar cells. Nature 517, 2016, 476–480.

Y. Rong, L. Liu, A. Mei, X. Li and H. Han, Beyond efficiency: the challenge of stability in mesoscopic perovskite solar cells, Advanced Energy Materials vol. 5, 2015, 1501066.

J. Yang, B. D. Siempelkamp, D. Liu, Investigation of CH3NH3PbI3 degradation rates and mechanisms in controlled humidity environments using in situ techniques, ACS Nano vol. 9, 2015, 1955.

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, 323-356.

F. Brivio, J. M. Frost, J. M. Skelton, Lattice dynamics and vibrational spectra of the orthorhombic, tetragonal, and cubic phases of methylammonium lead iodide, Physical Review B vol. 92, 2015, 144308.

A. Bahtiar, N. A. Syifa, E. S. Nurazizah dan L. Safriani, Sifat optik dan struktur kristal material perovskite yang disintesis dari baterai bekas mobil, Jurnal Ilmu dan Inovasi Fisika vol. 01, 2017, 8 – 15.

K. H. Wang, L. C. Li, M. Shellaiah and Kien Wen Sun, Structural and photophysical properties of methylammonium lead tribromide (MAPbBr3) single crystals, Scientific Reports vol. 7, 2017, 13643.




DOI: https://doi.org/10.24198/jmei.v9i2.26275

Refbacks

  • Saat ini tidak ada refbacks.


##submission.copyrightStatement##

Jurnal Terindeks Oleh:
          
 
Statistik Kunjungan :