Desain dan Simulasi Sel Surya Perovskite Berbasis CH3NH3SnI3 Menggunakan Graphene Oxide sebagai Material Pengangkut Hole

Abstract

Material perovskite menarik perhatian peneliti dibidang fotovoltaik karena fabrikasi mudah, sifat optoelektronik yang baik, mobilitas elektron tinggi, dan peningkatan efisiensi yang sangat signifikan dari 3.8 % pada tahun 2009 menjadi 25.5% pada tahun 2021. Namun, penggunaan logam Pb yang bersifat racun serta penggunaan material pengangkut hole (hole transport materials, HTM) yang mahal menjadi tantangan dalam pengembangan sel surya perovskite dalam skala besar. Penelitian ini bertujuan untuk mensimulasikan sifat-sifat fundamental pada sel surya perovskite tanpa Pb (lead-free) dengan CH3NH3SnI3 sebagai lapisan aktif dan graphene oxide (GO) sebagai HTM menggunakan Solar Cell Capacitance Simulator (SCAPS). Pada simulasi ini, analisis tentang pengaruh ketebalan perovskite dan interface defect perovskite/HTM terhadap karakteristik sel surya perovskite telah dilakukan. Hasil penelitian sel surya perovskite dengan konfigurasi FTO/TiO2/CH3NH3SnI3/GO/Au menunjukkan kinerja optimal dengan JSC = 31.64 mA/cm2, VOC = 0.813 V, FF = 74.76 % dan PCE = 19.25 %. Hasil penelitian ini dapat digunakan untuk memperkirakan parameter penting dalam optimasi sel surya perovskite tanpa Pb menggunakan GO sebagai HTM. Selanjutnya, studi pemodelan ini memberikan informasi penting dalam memilih parameter material untuk pengembangan sel surya perovskite yang efisien dan dengan biaya rendah.