Studi Struktur, Kestabilan Fasa, dan Sifat Optoelektronik pada Lapisan Perovskit Triple Kation (Ma1-Xfax)1-Ycsysni3 (X= 0,1 dan 0,2; Y= 0,1; 0,25 dan 0,5)

Febriana, Adit Tya (2026) Studi Struktur, Kestabilan Fasa, dan Sifat Optoelektronik pada Lapisan Perovskit Triple Kation (Ma1-Xfax)1-Ycsysni3 (X= 0,1 dan 0,2; Y= 0,1; 0,25 dan 0,5). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5001221078-Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Ketergantungan terhadap bahan bakar fosil dan meningkatnya emisi karbon mendorong pengembangan sel surya berbasis material perovskit sebagai energi terbarukan. Perovskit halida berbasis timah (Sn) menjadi alternatif menjanjikan dibandingkan perovskit berbasis timbal (Pb) karena lebih ramah lingkungan dan memiliki energi celah pita yang sesuai untuk aplikasi fotovoltaik. Namun, tantangan utama perovskit berbasis Sn adalah ketidakstabilan ion Sn²⁺ yang mudah teroksidasi menjadi Sn⁴⁺ ketika terpapar udara, sehingga menurunkan kestabilan fasa dan performa optoelektroniknya. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan mengkarakterisasi material perovskit triple kation (MA1-xFAx)1-yCsySnI3 dengan variasi x= 0,1; 0,2 dan y= 0,1; 0,25; 0,5. Sintesis dilakukan menggunakan metode drop casting dengan pelarut dimetilformamida (DMF) pada kondisi atmosfer terbuka, disertai penambahan asam askorbat (AA) 30% sebagai agen pereduksi. Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa peningkatan variasi Cs⁺10% menjadi 25% pada FA⁺ 10% dapat menurunkan persentase fasa perovskit dari 23% menjadi 20%, disertai peningkatan fasa double perovskite hingga 72% setelah penyimpanan di udara bebas. Sebaliknya, peningkatan FA⁺ menjadi 20% dengan Cs⁺ 25% (MFC-20-25) lebih efektif dalam menekan oksidasi Sn²⁺. Komposisi ini mampu meningkatkan fasa perovskit aktif menjadi 28% dan menekan fasa double perovskite menjadi 62%. Kestabilan ini juga didukung oleh nilai energi celah pita MFC-20-25 yang relatif stabil pada rentang 2,54–2,60 eV selama penyimpanan, serta hasil SEM yang menunjukkan morfologi film lebih rapat dan homogen. Sehingga, sampel MFC-20-25 dapat dikatakan sebagai komposisi paling stabil secara fasa, morfologi, dan optik. ======================================================================================================================================
Dependence on fossil fuels and the increasing carbon emissions have encouraged the development of perovskite-based solar cells as a renewable energy technology. Tin-based halide perovskites (Sn) are considered a promising alternative to lead-based perovskites (Pb) due to their lower toxicity and suitable bandgap energy for photovoltaic applications. However, the main challenge of Sn-based perovskites is the instability of Sn²⁺ ions, which are easily oxidized to Sn⁴⁺ upon exposure to air, thereby reducing phase stability and optoelectronic performance. This study aims to synthesize and characterize triple-cation perovskite materials with the composition (MA1-xFAx)1-yCsySnI3, where x = 0.1; 0.2, and y = 0.1, 0.25; 0.5. The synthesis was carried out using the drop-casting method with dimethylformamide (DMF) as the solvent under ambient atmospheric conditions, with the addition of 30% ascorbic acid (AA) as a reducing agent. XRD characterization results showed that increasing the Cs⁺ content from 10% to 25% at 10% FA⁺ decreased the perovskite phase percentage from 23% to 20%, accompanied by an increase in the double perovskite phase up to 72% after storage in air. Increasing the FA⁺ content to 20% combined with 25% Cs⁺ (MFC-20-25) was more effective in suppressing Sn²⁺ oxidation. This composition increased the active perovskite phase to 28% and reduced the double perovskite phase to 62%. This stability was further supported by the relatively stable bandgap energy of MFC-20-25, ranging from 2.54 to 2.60 eV during storage, as well as SEM results showing a more compact and homogeneous film morphology. Therefore, the MFC-20-25 sample can be considered the most stable composition in terms of phase, morphology, and optical properties.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Ascorbic acid; bandgap energy; phase stability; Sn-based perovskite; triple-cation perovskite. Asam askorbat, energi celah pita, kestabilan fasa, perovskit berbasis timah, perovskit triple kation.
Subjects:	Q Science > QC Physics Q Science > QC Physics > QC100 Crystals.
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Adit Tya Febriana
Date Deposited:	31 Jul 2026 00:55
Last Modified:	31 Jul 2026 00:55
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/140207

Actions (login required)

View Item