Fabrikasi dan Karakterisasi Heterostruktur SnO2/PbS QDs/CuI sebagai Komponen Sel Surya Fotoelektrokimia

Abstract

Peningkatan kinerja komponen sel surya fotoelektrokimia memerlukan material dengan kemampuan penyerapan cahaya serta pemisahan dan transport muatan yang baik. Penelitian ini bertujuan memfabrikasi heterostruktur SnO2/PbS QDs/CuI serta mengevaluasi respons fotoelektrokimianya. Lapisan SnO2 dan PbS QDs difabrikasi menggunakan metode Chemical Bath Deposition, sedangkan lapisan CuI dideposisi menggunakan metode spin coating. Karakterisasi dilakukan menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), spektrofotometer UV-Vis, dan pengujian fotoelektrokimia melalui pengukuran rapat arus–tegangan pada kondisi gelap dan terang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa SnO2 memiliki struktur kristal tetragonal tipe rutile, sedangkan PbS QDs memiliki struktur kristal kubik (face-centered cubic). Energi celah pita SnO2, PbS QDs, dan CuI berturut-turut sebesar 3,29 eV, 1,83 eV, dan 3,01 eV. Heterostruktur SnO2/PbS QDs/CuI menunjukkan absorbansi yang lebih tinggi dibandingkan setiap lapisan penyusunnya serta menghasilkan rapat arus yang lebih tinggi pada kondisi terang dibandingkan kondisi gelap. Hasil tersebut menunjukkan bahwa heterostruktur yang difabrikasi mampu memberikan respons fotoelektrokimia dan berpotensi dikembangkan sebagai komponen sel surya fotoelektrokimia.

Improving the performance of photoelectrochemical solar cell components requires materials with efficient light absorption as well as effective charge separation and transport. This study aimed to fabricate a SnO2/PbS QDs/CuI heterostructure and evaluate its photoelectrochemical response. SnO2 and PbS QDs layers were fabricated using the Chemical Bath Deposition method, while the CuI layer was deposited by spin coating. Characterization was carried out using X-Ray Diffraction (XRD), UV-Vis spectroscopy, and photoelectrochemical measurements through current density–voltage characterization under dark and illuminated conditions. The results showed that SnO2 exhibited a rutile tetragonal crystal structure, whereas PbS QDs possessed a face-centered cubic crystal structure. The band gap energies of SnO2, PbS QDs, and CuI were 3.29 eV, 1.83 eV, and 3.01 eV, respectively. The SnO2/PbS QDs/CuI heterostructure exhibited higher absorbance than each individual layer and generated higher current density under illumination than under dark conditions. These findings indicate that the fabricated heterostructure exhibits a photoelectrochemical response and has potential for further development as a photoelectrochemical solar cell component.