4.2. Karakteristik
I-V Sel Surya
Adapun karakteristik dari sebuah sel surya dapat dilihat dari tegangan keluaran dan arus keluaran yang dihasilkan sel surya dalam bentuk sebuah grafik. Adapun
variabel yang digunakan pada karakteristik I-V dari DSSC dengan dye ekstrak daun Hemigraphis colorata ini terdiri dari 2 macam, yaitu variasi jarak antara
DSSC dengan sumber cahaya dan variasi lama perendaman layer pasta TiO
2
di dalam dye. Kemudian, karena substrat kaca konduktif yang dipakai pada sel surya
ini merupakan substrat TCO homemade, maka dilakukan pula perbandingan antara substrat TCO homemade dengan substrat ITO dari Sigma-Aldrich untuk
mengetahui kemampuan dan potensi substrat TCO homemade. Adapun karakteristik dari hasil data pengukuran kedua variabel tersebut dapat kita lihat
pada gambar kurva fitting berikut ini lebih lengkapnya dapat kita lihat pada lampiran.
Gambar 4.4a Kurva Karakteristik I-vs-V untuk DSSC dengan perendaman
½ jam dan menggunakan substrat TCO homemade
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4b Kurva Karakteristik I-vs-V untuk DSSC dengan perendaman 1
jam dan menggunakan substrat TCO homemade
Gambar 4.4c Kurva Karakteristik I-vs-V untuk DSSC dengan perendaman 2
jam dan menggunakan substrat TCO homemade
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4d Kurva Karakteristik I-vs-V untuk DSSC dengan perendaman 2
jam dan menggunakan substrat ITO dari Sigma-Aldrich
Dari kurva fitting diatas dapat kita lihat bahwa hasil data pengukuran I-V yang dilakukan sudah mendekati kurva karakteristik I-V pada Gambar 2.5. Kurva fitting
tersebut menyatakan bahwa ekstrak daun Hemigraphis colorata sangat berpotensi baik sebagai dye pada DSSC. Selain itu, dari kurva fitting tersebut juga dapat kita
ketahui bahwa substrat TCO homemade yang dibuat secara manual dengan teknik spray coating berfungsi dengan baik sebagai substrat DSSC. Hal ini dapat kita
lihat dari perbandingan kurva 4.4c dan 4.4d. dimana TCO homemade juga membentuk kurva fitting dengan karakteristik yang tidak jauh berbeda dengan
kurva fitting yang ditunjukkan DSSC dengan substrat ITO dari Sigma-Aldrich. Untuk lebih lengkap dan jelasnya, dapat kita lihat dari data hasil pengukuran
beserta besar efisiensi yang dihasilkan DSSC ini pada Tabel 4.2.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Performansi Dye Sensitized Solar Cell dengan menggunakan
ekstrak daun Hemigraphis colorata dengan variabel jarak sumber cahaya
dengan DSSC dan variabel substrat yang digunakan DSSC
Jarak cm
P
cahaya
W V
oc
mV I
sc
mA FF
P
max
W η
1 : DSSC dengan perendaman pada dye selama 12 jam
1
10 0,23985
20,79 0,0016 0,3991
0,00001327 0,0055
20 0,13275
6,19771 0,0007 0,7088
0,00000307 0,0023
30 0,08352
3,5714 0,0004 0,5638
0,00000081 0,0010
2 : DSSC dengan perendaman pada dye selama 1 jam
2
10 0,23985
7,6056 0,001374 0,3361 0,00000351
0,0015 20
0,13275 4,7546
0,00121 0,4288 0,00000247
0,0019 30
0,08352 4,1752 0,000884 0,4208
0,00000155 0,0019
3 : DSSC dengan perendaman pada dye selama 2 jam; dan menggunakan substrat TCO handmade
3
10 0,18655
97,1462 0,01306 0,7268
0,00092209 0,4943
20 0,10325
65,909 0,007727 0,7193 0,00036631
0,3548 30
0,06496 36,535
0,0045 0,7183 0,00011809
0,1818
4 : DSSC dengan perendaman pada dye selama 2 jam; dan menggunakan substrat ITO Sigma-Aldrich
4
10 0,235586
88,4 0,012342 0,8551 0,00093293
0,3960 20
0,13039 79,1765 0,008642 0,7236
0,00049510 0,3797
30 0,082035
42,5939 0,006159 0,5470 0,00014349
0,1749 Dari hasil data pada Tabel 4.3 dan Gambar 4.3, ada beberapa hal yang dapat kita
ketahui, yaitu : 1. Pengaruh intensitas cahaya yang diberikan terhadap arus dan tegangan yang
dihasilkan. Adapun sumber cahaya berasal dari lampu pijar 200 Watt, dan variasi jarak antara DSSC dengan sumber cahaya menghasilkan variasi
intensitas cahaya yang diberikan. Dari Tabel 4.2, kita dapat mengetahui seberapa besar energi cahaya lampu yang dapat diubah menjadi energi listrik,
dari efisiensi konversi dari DSSC tersebut. Seperti yang kita lihat daya maksimum yang dihasilkan semakin bertambah seiring bertambahnya
Universitas Sumatera Utara
intensitas cahaya yang diberikan. Seperti kita ketahui pada Persamaan 2.11, peningkatan daya maksimum berbanding lurus dengan peningkatan intensitas
cahaya yang diberikan, dan hal ini juga mempengaruhi efisiensi sel surya. Dimana efisiensi sel surya merupakan perbandingan daya keluaran dan daya
masukan pada sel surya tersebut. Dan hal ini jelas terlihat pada Tabel 4.2. 2. Pengaruh lama perendaman layer pasta TiO
2
di dalam dye. Dari Tabel 4.2 dapat kita lihat bahwa pada perendaman selama 2 jam menghasilkan arus dan
tegangan keluaran paling maksimal. Maka dapat kita ketahui bahwa pada perendaman 2 jam, kandungan dye lebih banyak terikat pada pasta TiO
2
dibandingkan lainnya. Sehingga hal tersebut sangat mempengaruhi kinerja DSSC pada saat menyerap cahaya. Keterikatan dye pada pasta TiO
2
ini dapat kita lihat pada Gambar 2.6.
3. Performansi efisiensi DSSC dengan substrat TCO homemade yang sudah menyamai DSSC dengan substrat ITO dari Sigma-Aldrich walaupun dengan
luas area aktif yang lebih kecil dibandingkan substrat ITO darii Sigma Aldrich. Dimana luas area aktif dari DSSC berbahan substrat TCO homemade
yaitu 3,5 cm
2
, sedangkan DSSC berbahan substrat ITO dari Sigma-Aldrich yaitu 4,42 cm
2
. Adapun hal yang mempengaruhi performansi substrat TCO homemade ini, yakni dimana substrat TCO homemade yang digunakan
tersebut merupakan substrat TCO produksi terakhir, dimana teknik dan pengerjaannya lebih baik dari produksi tahap awal, selain itu juga teknik yang
dilakukan dalam pengerjaannya sudah lebih baik dikarenakan adanya perbaikan-perbaikan yang dilakukan setiap kali pembuatan substrat TCO
homemade. Dari Tabel 4.2 dapat kita lihat efisiensi tertinggi dari DSSC No.3 yaitu
0,4943 sementara efisiensi DSSC No.4 dengan intensitas cahaya yang sama yaitu 0,3960. Dari hal ini, dapat kita ketahui bahwa substrat TCO yang dibuat
dengan teknik spray coating dan dipanaskan dalam suhu 600 C memiiki kualitas
yang tidak jauh berbeda dengan substrat ITO dari Sigma-Aldrich. Namun substrat TCO yang dibuat manual tersebut juga memiliki kelemahan, yaitu kurangnya
kestabilan besar hambatan dari substrat tersebut. Hal ini disebabkan teknik spray coating yang dilakukan masih manual, yakni menggunakan spray bottle dan
Universitas Sumatera Utara
disemprotkan secara langsung begitu saja. Sehingga kuantitas hambatan substrat TCO homemade tidak merata di semua area karena tidak dapat dipastikan lapisan
larutan konduktif yang disemprotkan memiliki ketebalan yang sama di semua area substrat kaca. Dan hal ini sangat mempengaruhi kestabilan efisisensi dari DSSC
yang dihasilkan. Pengaruh ini dapat kita lihat pada Gambar 4.4, dimana terlihat bahwa penurunan arus dan tegangan keluaran pada grafik tersebut cenderung
kurang stabil. Sehingga hal ini dapat menyebabkan daya dan efisiensi dari DSSC ini tidak dapat bertahan stabil dalam jangka waktu yang lama.
Selain pengukuran menggunakan sumber cahaya lampu pijar untuk menghasilkan kurva karakteristik I-V sel surya, dilakukan juga pengukuran arus
dan tegangan keluaran dibawah sinar matahari. Dari pengukuran yang dilakukan didapatlah besar tegangan dan arus sel surya seperti pada Tabel 4.3 berikut dengan
intensitas cahaya matahari berkisar antara 935-965 Wm
2
.
Tabel 4.3 Pengukuran tegangan dan arus keluaran dengan sumber cahaya matahari langsung
DSSC Tegangan
V Volt Arus
I μA
Lama perendaman dalam dye
Substrat
½ jam TCO homemade
116 4,6
1 jam TCO homemade
28 4,0
2 jam TCO homemade
341 84,8
2 jam ITO Sigma-Aldrich
298 115
Dari Tabel 4.3 dan Tabel 4.4 dapat kita pastikan bahwa ekstrak daun Hemigraphis colorata berpotensi baik sebagai dye pada Dye-Sensitized Solar Cell.
Bahkan dengan substrat TCO homemade yang dibuat secara manual, ekstrak daun Hemigraphis colorata dapat menjadi dye yang berfungsi sebagai sensitizer yang
baik. Namun, selain itu DSSC dengan dye ekstrak daun Hemigraphis colorata
ini juga memiliki kelemahan, yaitu lemahnya kestabilan efisiensi yang dihasilkan oleh DSSC tersebut. Hal ini disebabkan teknik pabrikasi dan preparasi sampel
yang dilakukan. Adapun teknik yang dilakukan masih cenderung manual. Hal
Universitas Sumatera Utara
tersebut sangat mempengaruhi kestabilan penggunaan DSSC sebagai sumber energi listrik, terutama penggunaan dalam jangka waktu lama. Maka dari itu,
perlu dilakukan penelitian selanjutnya dengan teknik pembuatan yang lebih spesifik lagi.
Universitas Sumatera Utara
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang telah dilakukan dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada penelitian ini dapat dibuktikan bahwa ekstrak daun Hemigraphis colorata dapat dimanfaatkan sebagai dye pada Dye-Sensitized Solar Cell yang
dibuat dang menghasilkan arus dan tegangan keluaran. 2. Pada penelitian ini telah dilakukan karakterisasi optik terhadap ekstrak daun
Hemigraphis colorata, yaitu dengan menggunakan FT-IR dan
Spektrofotometer UV-Vis. Dapat diidentifikasi bahwa ekstrak daun Hemigraphis colorata mengandung gugus fungsi flavonoid dengan golongan
auron dan antosianin. Dan setelah flavonoid tersebut dipreparasi menjadi dye, dapat menyerap panjang gelombang cahaya ultraviolet dan cahaya tampak,
yakni pada serapan panjang gelombang 398 nm dan 403 nm untuk auron dan 544 nm dan 564,5 nm untuk antosianin.
3. Telah diperoleh substrat TCO homemade dengan metode manual yang memiliki kualitas baik dan menyamai substrat ITO dari Sigma-Aldrich. Hal
ini terbukti dari efisiensi DSSC yang dihasilkan kedua jenis substrat tersebut, yaitu efisiensi DSSC dari substrat TCO homemade = 0,4943 dan efisiensi
DSSC dari substrat ITO dari Sigma-Aldrich = 0,3960 . Namun disamping itu, substrat TCO homemade mempunyai kelemahan dalam hal kestabilan
konduktivitas dari substrat tersebut. 4. Telah diperoleh DSSC yang dapat mengkonversi energi cahaya menjadi
energi listrik dengan tegangan dan arus maksimal yang tergolong masih sangat rendah, yaitu 73,4506 mV dan 12,5539
μA; efisiensi sel surya sebesar 0,4943 dengan intensitas cahaya sebesar 0,18655 W untuk area aktif 3,5
cm
2
. Kemudian tegangan dan arus yang dihasilkan DSSC ini dengan sumber cahaya matahari langsung yaitu 341 mV dan 0,0848 mA.
Universitas Sumatera Utara
Kategori