Sintesis dan Karakterisasi Copper Tin Oxide (CuSnO3) Menggunakan Metoda Sol gel Serta Aplikasinya Pada Fotokatalisis dan sel Surya

Sanjaya, Hary (2026) Sintesis dan Karakterisasi Copper Tin Oxide (CuSnO3) Menggunakan Metoda Sol gel Serta Aplikasinya Pada Fotokatalisis dan sel Surya. S3 thesis, Universitas Andalas.

	Text (Cover dan Abstrak) Cover dan Abstrak.pdf - Published Version Download (414kB)
	Text (Bab.I) BAB. I.pdf - Published Version Download (92kB)
	Text (Bab.IV) BAB IV -compressed.pdf - Published Version Download (740kB)
	Text (Daftar Pustaka) DAFTAR PUSTAKA.pdf - Published Version Download (288kB)
	Text (Disertasi fulltext) Disertasi Fulltext.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Meningkatnya kebutuhan energi global dan transisi menuju energi bersih yang ramah lingkungan mendorong perkembangan material semikonduktor berkinerja tinggi untuk aplikasi pada perangkat elektronik terutama yang menghasilkan energi listrik. Sel surya merupakan satu diantara alternatif sebagai solusi untuk menghindari krisis energi. Teknologi sel surya merupakan teknologi yang mampu mengubah energi foton menjadi energi listrik dengan menggunakan piranti semikonduktor. Penggunaan semikonduktor yang banyak ditemukan pada saat ini pada sel surya adalah indium tin oksida. Namun indium tin oksida memiliki kelemahan yaitu jumlahnya terbatas di alam sehingga diperlukan bahan pengganti indium yang jumlahnya lebih banyak tersedia di alam.Salah satu semikonduktor yang dapat digunakan sebagai pengganti indium tin oksida untuk bahan sel surya dan fotokatalis adalah CuSnO3, karena keberadaan tembaga (Cu) lebih banyak di alam dan sifatnya yang mirip dengan indium. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis dan mengkarakterisasi material copper tin-oxide (CuSnO3) menggunakan metode sol-gel, mengevaluasi pengaruh temperatur kalsinasi dan penambahan MEA/DEA terhadap struktur, morfologi, sifat optik dan sifat listrik material serta mempelajari potensinya untuk aplikasi fotokatalisis dan dye-sensitized solar cell (DSSC). Sintesis dilakukan dengan prekursor Cu(NO3)2 ·3H2O dan SnCl2·2H2O dalam pelarut metanol, dengan variasi suhu kalsinasi (400°C, 600°C, 800°C) dan penambahan aditif monoetanolamina (MEA) dan dietanolamina (DEA) dengan variasi 1 ml, 1,5 ml dan 2 ml. Karakterisasi material menggunakan TGA, XRD, SEM, FTIR, UV-DR, XRF, dan pengukuran resistansi 4-point probe. Hasil TGA menunjukkan dekomposisi termal terjadi pada tiga tahap: pelepasan pelarut (30-200°C), dekomposisi organik (200-400°C), dan stabilisasi kerangka anorganik (>400°C). XRD mengkonfirmasi terbentuknya campuran fasa CuO dan SnO2 tanpa fasa CuSnO3 tunggal. Peningkatan suhu kalsinasi meningkatkan ukuran partikel (0,2-0,4 μm pada 400°C menjadi 0,8-1,0 μm pada 800°C), kristalinitas, dan nilai band gap (dari 3,4 eV menjadi 2,9 eV). Penambahan 2 ml DEA menghasilkan partikel paling halus (0,2-0,4 μm) dengan kristalinitas terbaik dan band gap 2,3 eV. Aplikasi material CuSnO₃ diuji sebagai fotokatalis untuk degradasi metil orange dan sebagai elektroda kerja pada DSSC. Uji fotokatalitik menunjukkan bahwa CuSnO3 dengan penambahan 2 ml DEA memiliki efisiensi degradasi tertinggi dengan konstanta laju pseudo-orde pertama terbesar, berkorelasi dengan band gap terkecil (2,3 eV) yang memungkinkan eksitasi elektron lebih mudah. Sintesis lapis tipis menggunakan metode dip coating menghasilkan film amorf dengan penambahan MEA dan DEA. Pengujian DSSC dengan tiga zat warna (kuersetin, asam tanat, ubi ungu) menunjukkan bahwa kuersetin memberikan kinerja terbaik dengan efisiensi 0,26% (Vmax=0,33 V, Imax=1,29×10⁻³ mA) pada lapisan CuSnO₃ yang memiliki konduktivitas 173,58 S/m dan resistivitas 576,1×10⁻⁶ Ωm. Penelitian ini berhasil mendemonstrasikan potensi CuSnO₃ sebagai material semikonduktor alternatif untuk aplikasi fotokatalitik dan DSSC, meskipun efisiensi yang dicapai masih relatif rendah (maksimal 0,26%) dan memerlukan optimasi lebih lanjut, terutama dalam menghasilkan fasa tunggal CuSnO₃ dan meningkatkan kinerja perangkat melalui modifikasi permukaan, optimasi ketebalan film, atau penggunaan zat warna sintetis dengan spektrum serapan lebih luas.

Actions (login required)

View Item