Tesis

Peningkatan performa sel surya si/swcnt heterojunction dengan penambahan polianilin sebagai interlayer / Retno Fitri Wulandari

Abstrak
Sel surya silicon (Si) merupakan salah satu jenis sumber energi baru dan terbarukan yang saat ini banyak digunakan. Akan tetapi sel surya ini mempunyai efisiensi yang masih relatif rendah yaitu kisaran 14% untuk sel surya berbasis silikon polikristal. Beberapa peneliti menambahkan lapisan SWCNT untuk meningkatkan efisiensi Si. Hal ini dikarenakan SWCNT bersifat transparan dan mudah dalam fabrikasinya. Salah satu kelemahan SWCNT adalah banyak mengandung impuritas logam yang dapat mengurangi perfoma sel surya. Penelitian N.Mufti dkk sudah melakukan purifikasi SWCNT dengan pencucian asam. Hasil yang diperoleh memunculkan peningkatan performa Si/SWCNT sekitar 2%. Akan tetapi proses deposisi SWCNT di atas Si pada umumnya kurang homogen sehingga mengakibatkan polarisasi elektron-hole pada deplation layer antara SWCNT dan Si kurang maksimal. Sehingga performa sel surya Si/SWCNT kurang optimal. Oleh karena itu untuk meningkatkan homogenitas lapisan SWCNT perlu ditambahkan lapisan polimer konduktif seperti Polianilin (PANi) sebagai interlayer Si/SWCNT. Hal ini dikarenakan polimer PANi mudah dilapiskan pada Si dan dapat meningkatkan polarisasi electron-hole diantara Si dan SWCNT. Tujuan penelitian ini yaitu mengkaji pengaruh interlayer PANi terhadap performa sel surya Si/SWCNT. Metode yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari dua tahap utama yaito purifikasi dan fungsionalisasi SWCNT serta pembuatan PANi. Setelah itu dilakukan pelapisan PANi pada substrat Si dengan kecepatan spincoating bervariasi yaitu 3000rpm 4000rpm 5000rpm dan 6000rpm. Selanjutnya dilakukan pelapisan SWCNT pada lapisan Si/PANi membentuk struktur sel surya Si/PANi/SWCNT. Proses purifikasi material SWCNT dilakukan menggunakan metode wet method dengan menggunakan asam pekat. Sedangkan untuk sintesis PANi digunakan metode polimerisasi oksidasi dengan doping HCl. Deposisi PANi dilakukan pada substrat Si melalui metode spincoating sementara deposisi SWCNT pada substrat Si/PANi menggunakan metode spray coating. Pengujian performa sel surya dilakukan dengan pengujian I-V menggunakan solar simulator dan uji photorespon. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa kedua sampel memiliki puncak difraksi yang sesuai dengan SWCNT dan pola karakteristik dari PANI. Dalam penelitian ini penambahan lapisan PANi pada Si/SWCNT menghasilkan gugus fungsi dalam bentuk emeraldin dengan vibrasi pada regangan C-C dari cincin kuinoid. Pita-pita pada 916 cm -1 dan 704 cm -1 juga mengindikasikan ikatan C-H di luar bidang dan lenturan N-H pada gugus amine yang khas untuk PANi. Pada sampel Si/PN/SWCNT semakin tinggi kecepatan spincoating PANi intensitas pita PANi menurun mengisyaratkan lapisan PANi yang semakin tipis di substrat silikon. Pola difraksi XRD juga mengonfirmasi hal ini dengan intensitas puncak material silikon meningkat seiring peningkatan kecepatan spincoating. Hasil SEM crossection menunjukkan ketebalan lapisan PANi menipis dengan kecepatan putar spincoating yang lebih tinggi. Analisis SEM morfologi permukaan Si/PN/SWCNT menemukan struktur yang lebih teratur dan seragam saat kecepatan spincoating ditingkatkan dengan porositas yang lebih rendah menandakan pengisian yang lebih efisien oleh PANi di antara partikel dan pori. Ini menghasilkan lapisan yang lebih padat dengan porositas yang lebih rendah. Dalam hal sifat optik semakin tinggi kecepatan spincoating lapisan PANi nilai absorbansi meningkat menunjukkan peningkatan transisi elektronik dalam PANi dan penurunan celah energi pita (band gap). Efek ini berpotensi meningkatkan efisiensi sel surya dari 16 23% menjadi 20 44% dan mempercepat respons arus terhadap cahaya

Informasi Detail

DDC

Rt 621.31244 WUL p

Prodi

Universitas Negeri Malang. Program Studi Fisika, 2023.

Deskripsi Fisik

xviii, 74 lembar : ilus. ; 30cm.

Bahasa

Indonesia

No Reg

00625/RT/23

Edisi

Tesis (Pascasarjana)--Universitas Negeri Malang. 2023

Subjek

1. SEL SURYA - PERFORMA
2. SOLAR CELLS - PERFORMANCE

Pembimbing

1. Nandang Mufti, S.si, M.t., Ph.d.; 2. Dr. Eny Latifah, S.si, M.si

Lampiran Berkas