PENGARUH WAKTU MILLING TERHADAP KARAKTERISTIK BAHAN CZTS SEBAGAI LAPISAN ABSORBER PADA SEL SURYA

CZTS merupakan bahan lokal yang mudah ditemukan, tidak beracun, dan biaya murah yang dapat dijadikan sebagai sel surya yang potensial untuk menggantikan sel surya berbahan silikon. Sintesis dengan berbagai metode seperti sputtering, penguapan termal, pulsed laser deposition, dan sebegainya telah dilakukan. Pada penelitian ini metode sintesis yang akan dilakukan yaitu dengan menggunakan ball milling. Variasi waktu penggilingan CZTS dilakukan pada penelitian ini yaitu 2 jam, 4 jam, dan 6 jam dengan tambahan sampel pembanding yaitu tanpa dilakukannya penggilingan. Film tipis CZTS dibuat dengan metode sol-gel dan diendapkan menggunakan spin coating. Setiap sampel telah dilakukan karakterisasi struktur kristal menggunakan X-Ray Diffraction (XRD), struktur mikro menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM), sifat optik menggunakan UV-Vis Spectromentry dan sifat listrik menggunakan I-V meter. Hasil karakterisasi menunjukan bahwa ukuran kristalit dari sampel berkisar 11.4-29.3 nm. Sampel 2 jam dan 6 jam memiliki ukuran kristalit yang hampir sama dan begitu pula untuk sampel tanpa penggilingan dan 4 jam memiliki ukuran kristalit yang hampir sama. Hasil karakterisasi SEM menunjukan pada ketebalan sampel tidak ada perbedaan yang begitu signifikan. Nilai absorbansi maksimum berada pada kisaran panjang gelombang 300-374 nm dengan nilai Light Harvesting Effeciency LHE berkisar 93-99%. Nilai energi bandgap berkisar 1.2-1.6 eV. Nilai efisiensi semakin meningkat ketika waktu penggilingan semakin lama yaitu 7.17%. Hasil yang didapatkan ini menunjukan bahwa metode sintesis ini dapat dijadikan salah satu alternatif metode untuk mensistesis bahan CZTS lokal sebagai lapisan absorber pada sel surya. CZTS is a local material that is easy to find, non-toxic, and low-cost which can be used as a potential solar cell to replace silicon-based solar cells. Synthesis by various methods such as sputtering, thermal evaporation, pulsed laser deposition, and so on has been carried out. In this research, the synthesis method that will be carried out is by using ball milling. CZTS milling time variations were carried out in this study, namely 2 hours, 4 hours, and 6 hours with the addition of a comparison sample, namely without milling. The CZTS thin films were prepared by the sol-gel method and deposited using a spin coating. Each sample has been characterized by crystal structure using X-Ray Diffraction (XRD), microstructure using Scanning Electron Microscope (SEM), optical properties using UV-Vis Spectrometry, and electrical properties using I-V meter. The characterization results showed that the crystallite size of the sample ranged from 11.4 to 29.3 nm. The 2-hour and 6-hour samples had almost the same crystallite size and similarly the unmilled and 4-hour samples had almost the same crystallite size. The results of SEM characterization show that there is no significant difference in the thickness of the sample. The maximum absorbance value is in the wavelength range of 300-374 nm with the value of Light Harvesting Efficiency LHE ranging from 93-99%. Bandgap energy values range from 1.2-1.6 eV. The efficiency value increases when the milling time is getting longer, namely 7.17%. The results obtained indicate that this synthesis method can be used as an alternative method for synthesizing local CZTS material as an absorber layer in solar cells