SINTESIS DAN KARAKTERISASI KESTERIT SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKU INDUSTRI SEL SURYA LAPISAN TIPIS

Abstrak

Cadmium Galium Indium Selenide (CIGS) telah digunakan sebagai bahan absorber pada solar sel lapisan tipis secara komersial dengan efisiensi sekitar 19%. Namun, CIGS masih mempunyai kelemahan karena mengandung Galium dan Indium yang langka sehingga mahal harganya, serta mengandung Cadmium dan Selenida yang beracun. Oleh karena itu, dibutuhkan penelitian terhadap kesterit sebagai alternatif lapisan absorber pada industri sel surya lapisan tipis. Kesterit merupakan mineral dengan lambang  Cu2ZnSnS4 (CZTS). Mineral tersebut mengandung unsur-unsur yang berlimpah di Indonesia, harganya murah serta tidak beracun. Sebagai absorber, kesterit mempunyai kemiripan isoelektrik terhadap CIGS. CZTS terdiri dari tembaga, seng, timah dan belerang. Sintesis pembuatan lapisan kesterit sebagai lapisan absorber telah dilakukan pada penelitian ini dengan metode molecular-based solutions  menggunakan prekursor 0,57 M CuCl2; 0,39 M ZnCl2; 0,53 M SnCl2 dan 1,85 M thiourea dengan pelarut dimethylsulfoxide (DMSO). Hasil analisa mikrostruktur menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan tebal lapisan CZTS yang terbentuk adalah 900 nm dengan ukuran kristal yang besar, namun tidak rapat. Sementara itu, hasil karakterisasi kristal menggunakan X-Ray Diffraction (XRD) dan Raman spektroskopi menunjukkan tidak terbentuknya fase sekunder pada proses kristalisasi lapisan CZTS. Hal ini ditunjukkan dengan puncak difraksi  XRD teramati pada (112), (220/224) dan (116/312) yang semuanya merupakan fase kristal CZTS.