Pengaruh PbCl2 sebagai aditif dalam material perovskit anorganik CsPbI3 terhadap sifat dan optoelektroniknya

Nazhifah, Salsa Firda (2026) Pengaruh PbCl2 sebagai aditif dalam material perovskit anorganik CsPbI3 terhadap sifat dan optoelektroniknya. Other thesis, Institut teknologi sepuluh nopember.

[thumbnail of Undergraduate Thesis] Other (Undergraduate Thesis)
5001221133-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only

Download (3MB)

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan PbCl₂ sebagai aditif dalam material perovskit anorganik CsPbI₃ terhadap struktur dan sifat optoelektroniknya yang disintesis pada udara bebas melalui metode drop casting. Variasi konsentrasi PbCl₂ yang digunakan adalah 0%, 5%, 10%, dan 15% terhadap mol PbI₂. Berdasarkan konsentrasi PbCl₂ yang ditambahkan, sampel dinamai dengan CPI-0, CPI-5, CPI-10, dan CPI-15. Hasil pengamatan visual menunjukkan bahwa penambahan PbCl₂ mampu mempertahankan warna gelap film lebih lama dibandingkan sampel tanpa aditif yang mengalami perubahan warna menjadi kuning pucat selama penyimpanan. Hasil karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD) menunjukkan bahwa seluruh sampel didominasi oleh fasa δ-CsPbI₃ pada tahap awal. Penambahan PbCl₂ mampu mempertahankan keberadaan fasa γ-CsPbI₃ yang bersifat fotoaktif di mana pada sampel CPI-10 fraksi fasa γ sebesar 13% masih bertahan hingga hari ke-2 penyimpanan. Sebaliknya, pada sampel CPI-15 fraksi fasa γ menurun dari 19% menjadi 9% dan diikuti peningkatan fasa pengotor hingga 46%, yang menunjukkan terjadinya degradasi struktur yang lebih cepat. Analisis spektrum absorbansi memperlihatkan bahwa sampel CPI-10 memiliki kestabilan optik terbaik dengan perubahan absorbansi yang relatif kecil selama empat hari penyimpanan, sedangkan sampel tanpa aditif mengalami penurunan absorbansi sebesar 21,6%. Analisis energi celah pita menunjukkan bahwa nilai sampel CPI-10 hanya mengalami peningkatan energi dalam rentang 4 hari dari 2,16 eV menjadi 2,18 eV, sedangkan sampel CPI-0, CPI-5, dan CPI-15 masing-masing mengalami peningkatan sebesar 0,03 eV, 0,06 eV, dan 0,06 eV. Hasil pengamatan SEM menunjukkan bahwa sampel CPI-10 memiliki morfologi berbentuk jarum dengan diameter rata-rata 274,84 nm, sedangkan pada sampel CPI-15 terbentuk struktur berbentuk kepingan dengan diameter rata-rata 206,23 nm. Dari hasil karakterisasi, penambahan PbCl₂ sebesar 10% merupakan konsentrasi optimum untuk mempertahankan kestabilan struktur dan sifat optoelektronik film tipis CsPbI₃ selama penyimpanan di udara bebas.
=================================================================================================================================
This study aims to investigate the effect of PbCl₂ addition as an additive in inorganic CsPbI₃ perovskite material on its structural and optoelectronic properties synthesized under ambient air using the drop-casting method. The PbCl₂ concentration variations used were 0%, 5%, 10%, and 15% relative to the molar amount of PbI₂. Based on the PbCl₂ concentration added, the samples were designated as CPI-0, CPI-5, CPI-10, and CPI-15. Visual observations showed that the addition of PbCl₂ was able to preserve the dark color of the films for a longer period compared to the additive-free sample, which changed to a pale yellow color during storage. The X-ray Diffraction (XRD) characterization results showed that all samples were initially dominated by the δ-CsPbI₃ phase. The addition of PbCl₂ was able to maintain the presence of the photoactive γ-CsPbI₃ phase, in which the γ-phase fraction in the CPI-10 sample remained at 13% after two days of storage. In contrast, in the CPI-15 sample, the γ-phase fraction decreased from 19% to 9%, accompanied by an increase in the impurity phase to 46%, indicating more rapid structural degradation. The absorbance spectrum analysis revealed that the CPI-10 sample exhibited the best optical stability, with relatively small changes in absorbance over four days of storage, whereas the additive-free sample showed a 21.6% decrease in absorbance. The band gap energy analysis showed that the CPI-10 sample exhibited only a slight increase in band gap energy over four days, from 2.16 eV to 2.18 eV, whereas the CPI-0, CPI-5, and CPI-15 samples showed increases of 0.03 eV, 0.06 eV, and 0.06 eV, respectively. SEM observations showed that the CPI-10 sample exhibited a needle-like morphology with an average diameter of 274.84 nm, whereas the CPI-15 sample formed a platelet-like structure with an average diameter of 206.23 nm. Based on the characterization results, the addition of 10% PbCl₂ was identified as the optimum concentration for maintaining the structural stability and optoelectronic properties of CsPbI₃ thin films during storage under ambient air.

Item Type: Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords: CsPbI₃ ,degradasi, energi celah pita, kestabilan fasa, CsPbI₃ , band gap energi, degradation, phase stability
Subjects: Q Science
Q Science > QC Physics
Q Science > QC Physics > QC451 Spectroscopy
Q Science > QD Chemistry > QD117 Absorption
Divisions: Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Physics > 45201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Salsa Firda Nazhifah
Date Deposited: 28 Jul 2026 07:12
Last Modified: 28 Jul 2026 07:12
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/136424

Actions (login required)

View Item View Item