SINTESIS LAPISAN TIPIS TiO2 YANG DIDOPING Fe DENGAN METODE SOL-GEL SPINCOATING

Muhammad, Anshori (2015) SINTESIS LAPISAN TIPIS TiO2 YANG DIDOPING Fe DENGAN METODE SOL-GEL SPINCOATING. Masters thesis, Universitas Andalas.

Text (Universitas Andalas) 201509262200th_tesis muhammad anshori fisika.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (1MB)

Abstract

Lapisan tipis adalah suatu lapisan yang sangat tipis dengan ukuran ketebalan dari mikrometer hingga orde angstrom. Teknologi lapisan tipis sudah banyak mengalami perkembangan baik dari cara pembuatan, bahan yang digunakan, dan aplikasinya dalam penelitian. Bahan yang biasa digunakan dalam pembuatan lapisan tipis adalah In2O3, WO3, SnO2, ZnO dan TiO2 serta beberapa bahan lainnya. Titanium dioksida (TiO2) merupakan material semikonduktor tipe-n yang banyak digunakan pada berbagai aplikasi, seperti bahan pelapis pada sel surya, sensor gas, bahan pembatas dalam sensor inframerah dan aplikasi lainnya. Titanium dioksida menjadi pilihan dalam banyak aplikasi karena beberapa alasan antara lain tidak beracun, nonkorosif, tersedia secara luas memiliki kemampuan oksidasi yang tinggi, dan memiliki energi gap sebesar 3,2 eV - 3,8 eV. Pada penelitian ini lapisan tipis TiO2 disintesis dengan menggunakan metode sol-gel spincoating yang larutannya dihasilkan dari prekursor titanium butoxide, dicampur dengan larutan FeCl3 sebagai pendoping yang menghasilkan Fe. Penelitian dilakukan dua perlakuan dalam pembuatan sampel, yaitu waktu ageing dan suhu pemanasan. Waktu ageing larutan ditentukan berdasarkan terjadinya perubahan pada larutan seperti perubahan warna atau mulai terjadinya pengendapan pada larutan. Perubahan larutan terjadi pada saat larutan berumur 46 jam. Pengkoatingan dilakukan dengan membuat 4 sampel pada 24 jam sebelum waktu ageing, 4 sampel saat waktu ageing dan 4 sampel pada 24 jam setelah waktu ageing. Keempat sampel yang dibuat diberikan perlakuan dengan memanaskan sampel pada suhu 300oC, 400oC, 500oC dan satu sampel dibiarkan tetap berada pada suhu ruang (tanpa dipanaskan). Hasil yang karakterisasi sampel dengan perlakuan waktu ageing menyebabkan peningkatan persentase kandungan atom Ti dan penurunan persentase kandungan atom Fe secara berurut sebesar 11,41 % dan 10,85 % dari hasil karakterisasi SEM-EDX. Struktur morfologi permukaan lapisan tersusunan partikel yang semakin merata, halus dan homogen berdasarkan hasil karakterisasi AFM, serta fasa kristal anatase semakin terbentuk pada lapisan dari hasil karakterisasi XRD. Sampel dengan perlakuan suhu pemanasan menyebabkan berkurangnya kandungan kadar air dan menghasilkan permukaan lapisan yang semakin merata berdasarkan karakterisasi AFM serta fasa kristal mulai terbentuk pada suhu T = 400oC berdasarkan hasil karakterisasi XRD. Karakterisasi UV-Vis menunjukkan perlakuan waktu ageing menyebabkan turunnya nilai energi gap akibat berkurangnya komposisi atom Fe dimana energi gap yang diperoleh sebelum, saat dan sesudah waktu ageing secara berurutan adalah 3,77 eV, 3,55 eV dan 3,50 eV. Perlakuan suhu pemanasan mengakibatkan semakin meningkatnya penyerapan cahaya ultraviolet (UV) pada lapisan. Sampel yang terbaik untuk digunakan sebagai bahan lapisan dalam pembuatan solar sel adalah sampel S4 (T= 500oC, setelah waktu ageing), karena pada sampel ini nilai energi gap lapisan cukup kecil yaitu Eg = 3,5 eV, memiliki struktur morfologi yang baik dan terbentuk fasa kristal anatase.

Actions (login required)

View Item