Kesan suhu rendaman dan suhu sepuh lindap dalam penyediaan filem nipis bismut sulfida (bi2s3) terhadap prestasi sel suria organik jenis songsang berasaskan P3HT: PCBM

Abstract

Filem nipis bismut sulfida (Bi2S3) mempunyai jurang tenaga yang kecil dan boleh dihasilkan dengan mudah pada suhu yang rendah melalui proses pemendapan celupan kimia. Ia adalah bahan yang sesuai untuk digunakan sebagai lapisan pengangkut elektron (ETL) dalam sel suria organik jenis songsang (I-OSC) yang menggantikan zink oksida (ZnO) yang mempunyai jurang jalur tenaga yang besar dan memerlukan suhu sepuh lindap yang tinggi dalam proses penghasilan sel suria berprestasi tinggi. Kajian terdahulu mengenai kesan tempoh rendaman menunjukkan bahawa kecekapan penukaran kuasa (PCE) optimum yang dapat dicapai oleh filem nipis Bi2S3 adalah sehingga 2.32% dengan rendaman selama 30 minit dalam larutan Bi2S3 pada suhu bilik. Dalam kajian ini, suhu rendaman dan sepuh lindap pada penyediaan filem nipis Bi2S3 pula dikaji untuk memerhatikan kesannya terhadap prestasi fotovoltaik I-OSC. Masa rendaman substrat dalam larutan Bi2S3 ditetapkan pada tempoh 30 minit tetapi suhu rendaman dibezakan. Hasil kajian menunjukkan suhu rendaman pada suhu bilik masih memberikan PCE tertinggi iaitu 1.79% dengan nilai ketumpatan arus litar pintas (Jsc,), 8.01 mA.cm-2 dan voltan litar terbuka (Voc), 0.54 V. Selain itu, bagi suhu sepuh lindap, PCE menurun apabila suhu sepuh lindap yang tinggi dikenakan. Menariknya, apabila suhu sepuh lindap yang tinggi digunakan, kehabluran Bi2S3 bertambah baik, tetapi permukaan FTO lebih banyak terdedah kepada P3HT, mengakibatkan kebocoran arus yang tinggi. Kajian ini menunjukkan bahawa sampel yang disediakan pada suhu rendaman dan sepuh lindap yang tinggi tidak menghasilkan prestasi fotovoltaik yang lebih baik.