Hatib, Rustan and Prof. Ir. Sudjito Soeparman,, Ph.D. and Dr. Eng. Denny Widhiyanuriyawan,, ST., MT. and Dr. Eng. Nurkholis Hamidi,, ST., M.Eng. (2021) Penambahan Graphene Oksida Terhadap Kinerja Perovskite Solar Cell. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Perovskite Solar Cells (PSC) adalah perangkat sel surya yang merupakan pengembangan dari Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) yang berbasis organik anorganik dihibrida halide, CH3NH3PbI3. Permasalahan yang terdapat pada PSC adalah efisiensi yang lebih rendah daripada sel surya silikon. Efisiensi yang rendah diakibatkan karena sering terjadi rekombinasi, hal ini disebabkan hubungan antara lapisan perovskite dengan Hole Transport Layer (HTL) rendah. Dalam penelitian ini penambahan Graphene Oksida ke lapisan transport lubang sebagai bilayer digunakan untuk meningkatkan transfer elektron dari lapisan perovskite menuju ke lapisan transport lubang yang menghasilkan peningkatan efisiensi PSC. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode spin coated dengan membandingkan antara lapisan tunggal NiO dengan bilayer NiO/GO sebagai HTL. Pada metode ini juga dilakukan variasi putaran yaitu 700 rpm, 800 rpm, 900 rpm, 1000 rpm dan 1500 rpm untuk mendapatkan variasi ketebalan. Pengujian karakteristik PSC terdiri dari pengujian morfologi lapisan PSC dianalisis menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM), kandungan elemen dalam PSC dianalisis menggunakan Energy Disperse X-ray Spectroscopy (EDS), gugus fungsi pada lapisan PSC dianalisis menggunakan Fourier Transform Spektroscopy Infra Merah (FTIR) dan struktur Kristal lapisan PSC dianalisis menggunakan X-Ray Diffractometer (XRD). Pengujian fotovoltaik dari PSC diukur menggunakan data logger untuk menentukan kinerja PSC. Hasil dari pengujian karakteristik PSC menunjukkan bahwa, dengan analisis SEM pada film NiO/GO memiliki material yang halus dan kecenderungan untuk terjadinya rekombinasi antara elektron dari lapisan perovskite menurun, hal ini menyebabkan ion negatif dari perovskite dan ion positif dari GO terjadi ikatan yang besar. Dan semakin meningkatnya putaran menyebabkan tingkat kekasaran permukaan GO seragam, halus dan terkristalisasi sehingga hubungan antara lapisan GO dengan Perovskite bagus. Analisis XRD menunjukkan terbentuknya struktur kristal GO akibat dari putaran yang tinggi yaitu 1000 rpm dan 1500 rpm. Pada putaran 1000 rpm dan 1500 sudah terbentuk terjadi kristal pada sudut 2θ = 30˚ dan 50˚. Hasil dari pengujian fotovoltaik menunjukkan bilayer HTL pada PSC menghasilkan efisiensi lebih tinggi yaitu 15,3% dibandingkan dengan HTL tunggal sebesar 7,8%. Sementara pada variasi ketebalan didapatkan efisiensi tertinggi pada ketebalan 227,4 nm (1000 rpm) yaitu 15,3% dan terendah pada ketebalan 332,5 nm (700 rpm) yaitu 7,76%.
English Abstract
Perovskite Solar Cells (PSC) is a solar cell device developing Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) based on an organic, inorganic dihybrid halide CH3NH3PbI3. The problem with PSC is that it has a lower efficiency than silicon solar cells. The low efficiency i s caused by frequent recombination due to the intense relationship between the perovskite and the Hole Transport Layer (HTL). In this study, the addition of Graphene Oxide to the hole transport layer as a bilayer was used to increase electron transfer from the perovskite layer to the hole transport layer, which increased PSC efficiency. The method used in this study is the spin-coated method by comparing a single layer of NiO with a NiO/GO bilayer as HTL. In this method, rotational variations are also carried out, namely 700 rpm, 800 rpm, 900 rpm, 1000 rpm, and 1500 rpm, to obtain variations in thickness. The photovoltaic test of the PSC was measured using a data logger to determine the performance of the PSC. The PSC characteristics test consisted of morphological testing of the PSC layer analyzed using Scanning Electron Microscopy (SEM), the element content in the PSC was analyzed using Energy Disperse X-ray Spectroscopy (EDS), the functional groups in the PSC layer were analyzed using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and The crystal structure of the PSC layer was investigated using an X-Ray Diffractometer (XRD). The results of the PSC characteristic test showed that, by SEM analysis, the NiO/GO film has a smooth material and the tendency for recombination between electrons from the perovskite layer to decrease; this causes negative ions from Perovskite and positive ions from GO to form large bonds. And the increasing rotation causes the GO surface roughness to be uniform, smooth, and crystallized so that the relationship between the GO layer and Perovskite is good. XRD analysis showed the formation of the crystal structure of GO as a result of high rotation, namely 1000 rpm and 1500 rpm. At 1000 rpm and 1500 rpm, crystals were formed at an angle of 2θ = 30˚ and 50˚. The results of photovoltaic testing show that the bilayer HTL on PSC produces a higher efficiency of 15.3% compared to a single HTL of 7.8%. In comparison, the thickness variation obtained the highest efficiency at a thickness of 227.4 nm (1000 rpm), which is 15.3%, and the lowest at a thickness of 332.5 nm (700 rpm), which is 7.76%.
| Item Type: | Thesis (Doctor) |
|---|---|
| Identification Number: | 062107 |
| Uncontrolled Keywords: | perovskite solar cell, graphene oksida, spin coated, ketebalan, efisiensi,perovskite solar cell, graphene oxide, spin coated, thickness, efficiency |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.8 Machine engineering |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | soegeng sugeng |
| Date Deposited: | 10 Jan 2022 07:21 |
| Last Modified: | 24 Feb 2022 06:28 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/188083 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/other.png) |
Other (DALAM MASA EMBARGO)
Rustan Hatib.PDF Restricted to Registered users only until 31 December 2023. Download (7MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |