Deposisi Lapisan Elektroda dan Counter Elektroda

2.3.6.3 Deposisi Lapisan Elektroda dan Counter Elektroda

Beberapa teknik yang dapat dipakai dan disesuaikan dengan larutan TiO 2 yang dibuat agar menghasilkan lapisan yang seragam. Bebrapa teknik tersebut sebagai berikut :

a. Doctor Blade

Teknik ini adalah teknik yang paling sering digunakan. Pertama kali yang harus dilakukan adalah membentuk bingkai area TiO 2 yang akan dideposisikan pada substrat dengan menggunakan scotch tape yang akan mengontrol ketebalan dari TiO 2 . Kemudian dengan menggunakan rod glass untuk meratakan TiO 2 pada substrat, mulai dari ujung bingkai. Karena ketebalan dari TiO 2 bergantung pada jumlah cairan yang dideposisikan pada substrat dan gerakan rod glass. Biasanya lapisan lebih tebal di tempat pertama kali kita mengaplikasikan cairan. Gambar 2.14 Doctor-blade technique sumber : David Martineau, 2011

b. Electro-spinning

Teknik ini berusaha untuk mendeposisikan lapisan pada luas permukaan TiO 2 yang cukup lebar menggunakan alat yang disebut electrospinning. Electrospinning terdiri dari jarum suntik yang mengandung bahan yang akan disimpan dan mounting plate yang menjadi target yang akan dilapisi. Target dan jarum suntik yang terhubung ke sumber tegangan yang akan menciptakan electropotential. Perbedaan antara alat suntik dan mounting plate di kisaran 1000 volt. Ketika cairan di dalam jarum suntik secara perlahan dipompa keluar, larutan akan terdorong dengan kecepatan tinggi menuju target karena adanya medan listrik. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.15 Electro-spinning technique

c. Screen Printing

Setelah bekerja dengan teknik sebelumnya masalah yang paling penting yang harus dipecahkan adalah keseragaman ketebalan coating. Catatan beberapa perusahaan komersial telah mengembangkan fabrikasi skala industri untuk sel surya organik, teknik produksi yang digunakan untuk memproduksi sel-sel ini dengan mengekstruksi lapisan TiO 2 melalui mesh saringan dengan ukuran diameter pori yang sangat kecil. TiO 2 dipaksa melalui mesh saringan dengan alat penekan squeegee. Teknik ini tidak hanya digunakan dalam pembuatan sel surya organik tetapi juga telah diuji dengan jenis photovoltaic lain sebagaimana dilakukan oleh perusahaan Matshusita Jepang dengan film tipis sel surya CdTe. Bebrapa manfaat dari teknik ini adalah kesederhanaan prosedur, kemampuan untuk deposit lapisan TiO 2 pada susunan substrat pada saat yang bersamaan, seperti terlihat pada Gambar 2.16. Gambar 2.16 Susunan elektroda yang akan dilapisi Universitas Sumatera Utara Gambar 2.17 Screen printing technique

d. Cold Spraying

Teknik terakhir yang menghasilkan hasil yang paling konsisten adalah variasi dari proses deposisi yang telah digunakan sebelumnya. Teknik ini terdiri dari lukisan permukaan substrat konduktif dengan menggunakan sikat udara. Perangkat cold spraying terdiri dari pistol penyemprotan dengan nozzle yang berfungsi untuk menembakkan TiO 2 pada substrat, yang didorong dengan udara terkompresi sehingga jumlah udara yang datang dari nozzle dapat dikontrol sehingga laju aliran dapat stabil. Sebuah faktor penting untuk dipertimbangkan adalah rasio dari pelarut misalnya 2-propanol dengan TiO 2 . Pelarut yang terdapat dalam larutan akan menguap dalam perjalanan menuju target. Oleh karena itu,jumlah pelarut dalam larutan TiO 2 harus lebih banyak dibandingkan dengan teknik doctor- blade, dalam rangka menghindari gumpalan partikel Mawyin, 2009.

2.3.6.4 Annealing dan Sintering Titania Elektroda

Elektroda yang telah dideposisikan nanopartikel TiO 2 pada permukaannya, kemudian disintering. Proses ini bertujuan membentuk kontak dan adhesi yang baik antara larutan dengan substrat kaca TCO. Temperatur annealing tidak terlalu tinggi untuk mengubah fase dari TiO 2 nano-partikel anatase yang digunakan dalam lapisan. Temperatur annealing yang lazim digunakan untuk elektroda adalah ~500 C dan untuk counter-elektroda ~450 C. Sintering elektroda dapat menggunakan oven, atau kompor listrik dengan pengatur suhu. Universitas Sumatera Utara

2.3.6.5 Ekstraksi Dye dan Pewarnaan Titania Elektroda

Dye dapat diperoleh inorganic dye dan organic dye. Organic dye dapat diperoleh dari tumbuhan atau buah yang menggunakan antocyanin yang kemudian diambil ekstraknya dan dicampurkan dengan methanol dan air untuk mendapatkan dye yang murni. Untuk inorganic dye dapat diperoleh dari perusahaan-perusahaan perakitan solar sel. Ketika Titania elektroda sudah mencapai suhu kamar, proses pewarnaan dapat dilakukan. Biasanya dicelupkan ke dalam dye selama beberapa menit atau setengah jam. Semakin elektroda dicelupkan maka akan semakin baik pewarnaan pada elektroda Martineau, 2011.

2.3.6.6 Menumpuk Elektroda dan Penambahan Elektrolit

Langkah terakhir dalam perakitan DSSC adalah menyatukan elektroda yang telah disiapkan terlebih dahulu. Substrat elektroda dan counter-elektroda dilekatkan bersama-sama dengan offset untuk membiarkan daerah yang telah dilapisi dari sisi konduktif substrat sebagai kontak listrik. Substrat digabungkan bersama-sama menggunakan binder klip, klip diposisikan dekat dengan tepi untuk membiarkan jumlah maksimum cahaya di dalam sel. Kemudian teteskan elektrolit pada permukaan antara substrat. Tunggu 15 menit agar elektrolit diserap dengan sempurna di dalam substrat, dan solar sel pun siap diuji.

2.4 Karakterisasi DSSC

Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui dan menganalisa nanopartikel TiO 2 begitupula dengan pasta TiO 2 yang digunakan sebagai layer oksida pada DSSC. Karakterisasi juga dilakukan untuk mengetahui apakah panjang gelombang dari dye yang digunakan dalam pewarnaan layer oksida sesuai dengan panjang gelombang dibutuhkan untuk menyerap foton dari cahaya matahari. Pengumpulan informasi karakterisasi dilakukan dengan menggunakan alat Spektrofotometer UV-Vis dan FTIR.. Universitas Sumatera Utara

2.4.1 Spektrofotometer UV-Vis