viii STRUCTURE AND CHEMICAL COMPOSITION OF

STRUCTURE AND CHEMICAL COMPOSITION OF SEMICONDUCTOR
MATERIAL Sn(Se0,5S0,5)THIN FILM PREPARATION RESULT BY
VACUUM EVAPORATION TECHNIC FOR SOLAR CELL APPLICATION
By :
Tito Wahyu Purnomo
10306141018
ABSTRACT
This research aims to grow a thin film Sn(Se0,5S0,5) by vacuum evaporation
technic on the spacer variation to study the character of thin film Sn(Se0,5S0,5) as a
semiconductor material for solar cell applications include the chracterization of
crystal structure, surface morphology, and chemical composition.
The preparation process of thin film Sn(Se0,5S0,5) is performed using
vacuum evaporation technic that work on pressure ~10-5 mbar with variation the
distance between the source and the substrate. It’s called spacer variation. Spacer
is varied for 3 times, i.e 10 cm, 15 cm, and 25 cm. After thin film preparation
finished, samples is characterized by XRD (X-Ray Diffraction) to determine
crystal structure, SEM (Scanning Electron Microscopy) to determine surface
morphology, and EDAX (Energy Dispersive Analysis X-Ray) to determine
chemical composition.
The XRD characterization results show that all samples has orthorhombic
crystal structure with the value of lattice parameter is: sample 1 (spacer 10 cm): a
= 11,347 Å, b = 4,074 Å, c = 4,371 Å, sample 2 (spacer 15 cm): a = 11,431 Å, b
= 4,088 Å, c = 4,355 Å, sample 3 (spacer 25 cm): a = 11,301 Å, b = 4,067 Å, c =
4,293 Å. The spacer variation causes the difference in thin film quality, marked by
the difference of spectrum intencity between sample 1, 2, and 3. SEM
characterization show that surface morphology of sample consisting of ovalshaped piece grains with a size ~0,5 µm and homogeneous. Based on the result of
EDAX, thin film Sn(Se0,5S0,5) contain elements of Sn, Se, dan S with the chemical
composition percentage is Sn = 51.75%, Se = 23.84%, and S = 24.42%. So, the
molarity comparison of Sn:Se:S is 1: 0.46: 0.47.
Keywords: thin film, semiconductor Sn(Se0,5S0,5), evaporation method, solar cell
viii
STRUKTUR DAN KOMPOSISI KIMIA BAHAN SEMIKONDUKTOR
Sn(Se0,5S0,5) LAPISAN TIPIS HASIL PREPARASI TEKNIK VAKUM
EVAPORASI UNTUK APLIKASI SEL SURYA
Oleh:
Tito Wahyu Purnomo
10306141018
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menumbuhkan lapisan tipis Sn(Se0,5S0,5)
dengan teknik vakum evaporasi pada berbagai variasi spacer/penyangga untuk
mempelajari karakter lapisan tipis Sn(Se0,5S0,5) sebagai bahan semikonduktor
untuk aplikasi sel surya yang meliputi karakterisasi struktur kristal, morfologi
permukaan, dan komposisi kimia.
Proses preparasi lapisan tipis Sn(Se0,5S0,5) dilakukan menggunakan teknik
vakum evaporasi yang bekerja pada tekanan ~10-5 mbar dengan melakukan variasi
jarak antara sumber dengan substrat atau variasi spacer/penyangga. Spacer
divariasi sebanyak 3 kali, yaitu 10 cm, 15 cm, dan 25 cm. Setelah sampel lapisan
tipis dihasilkan, kemudian sampel dikarakterisasi menggunakan XRD (X-Ray
Diffraction) untuk mengetahui struktur kristal, SEM (Scanning Electron
Microscopy) untuk mengetahui morfologi permukaan, dan EDAX (Energy
Dispersive Analysis X-Ray) untuk mengetahui komposisi kimia.
Hasil karakterisasi XRD menunjukkan bahwa ketiga sampel memiliki
struktur kristal orthorhombik dengan parameter kisi sampel 1 (spacer 10 cm): a =
11,347 Å, b = 4,074 Å, c = 4,371 Å, sampel 2 (spacer 15 cm): a = 11,431 Å, b =
4,088 Å, c = 4,355 Å, sampel 3 (spacer 25 cm): a = 11,301 Å, b = 4,067 Å, c =
4,293 Å. Variasi spacer menyebabkan ada perbedaan kualitas lapisan tipis antara
sampel 1, 2, dan 3 yang ditandai dengan adanya perbedaan intensitas spektrum.
Hasil karakterisasi SEM menunjukkan morfologi permukaan sampel yang terdiri
atas butiran/grain berbentuk keping lonjong dengan ukuran ~0,5 µm dan
homogen. Berdasarkan hasil EDAX, lapisan tipis Sn(Se0,5S0,5) mengandung unsur
Sn, Se, dan S dengan persentase komposisi kimia Sn = 51,75 %, Se = 23,84 %,
dan S = 24,42 %. Perbandingan molaritas Sn:Se:S adalah 1: 0,46: 0,47.
Kata kunci: lapisan tipis, semikonduktor Sn(Se0,5S0,5), metode evaporasi, sel surya
vii