Deposisi PPV Elektrolt Polimer Karakteristik Optik

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Persiapan

Tidak ada benda asing yang menempel pada substrat ITO setelah dicuci dengan aseton dan ultrasonic cleaner. Luas permukaan khusus untuk proses deposisi TiO 2 telah dibentuk dengan scotch-tape dengan ukuran 1×1 cm 2 . MEH-PPV yang telah ditakar larut di dalam kloroform dan tidak mengalami perubahan warna.

4.2 Deposisi TiO

2 Pasta TiO 2 dideposisikan pada substrat ITO dengan cara doctor blading hingga merata ke seluruh permukaan yang terbuka. Pasta dapat menempel baik dan tersebar rata tanpa celah karena telah digerus dan diaduk dengan campuran Triton. Lapisan TiO 2 yang terbentuk setelah pemanasan berwarna putih dan tetap menempel pada substrat ITO. Sampel yang dibuat berjumlah empat buah. Dua sampel untuk pembuatan sel surya dan dua sampel lainnya untuk karakterisasi optik.

4.3 Karakteristik Lapisan TiO

2 dari Uji XRD Dari uji XRD yang dilakukan terhadap lapisan TiO 2 , didapatkan pola intensitas difraksi terhadap β Gambar 1η. Puncak- puncak difraksi menunjukkan fase anatase lebih dominan dari pada fase rutile. Hal ini dapat dilihat dengan membandingkan hasil karakterisasi XRD dengan data JCPDS joint committee on powder diffraction standards untuk anatase dan rutile. Dari perbandingan tersebut terlihat bahwa pada sudut difraksi 25 o dan 47 o terdapat puncak yang lebih tinggi dibandingkan puncak yang lainnya, kedua puncak tersebut adalah milik fase anatase. Fase rutile tidak banyak terbentuk karena puncak tertingginya yang berada pada sudut difraksi 27 o sangat kecil jika dibandingkan dengan puncak tertinggi anatase . Karakteristik anatase ditunjukkan dari sudut difraksi β pada sudut sekitar 25 , 36 , 37 , 38 , 47 , 54 , 62 , 68 , 70 dan 74 yang bersesuaian dengan orientasi bidang menurut indeks Miller hkl pada 101, 103, 004, 112, 200, 211, 213,116, 220 dan 107 sesuai data JCPDS No. 21-1272. Lampiran 2, halaman 30. Parameter kisi kristal anatase didapatkan dengan menggunakan metode Cohen dan Cramer. Menurut literatur, TiO 2 memiliki parameter kisi a = γ.78η Ǻ dan c = 9.513 Ǻ. Dari hasil perhitungan dengan metode Cramer pada data sampel diketahui parameter kisi a = 3.701 Ǻ dan c = 9.238 Ǻ dengan nilai ketepatan masing-masing 97.78 dan 97.11 . Sistem kristal yang didapat berupa tetragonal dengan sumbu a = b ≠ c dan α = = 90 o . Ukuran kristal yang didapatkan dari perhitungan menggunakan persamaan Scerrer sebesar 37.344 nm.

4.4 Deposisi PPV

Dua larutan PPV dengan konsentrasi 0,25 dan 0,5 diteteskan pada masing- masing substrat TiO 2 . Larutan diserap merata ke dalam pori yang terdapat pada TiO 2 . Scotch-tape yang menempel dapat dilepas tidak lama setelah kloroform menguap. Selain untuk dideposisikan pada TiO 2 , PPV juga dideposisikan pada ITO secara langsung untuk karakterisasi optik baik untuk konsentrasi 0,25 maupun 0,5 . Gambar 15. Difraksi sinar-X kristal TiO 2 A na tas e Ruti le IT O Ruti le A na tas e Ruti le A na tas e IT O A na tas e Ruti le A n a ta s e 100 200 300 400 500 600 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Int ensit as 2 θ

4.5 Elektrolt Polimer

Elektrolit berfungsi sebagai penyumbang elektron bagi dye supaya kembali ke ground state setelah terjadi fotoeksitasi. Polimer yang terdiri dari campuran PVA dan kitosan mencegah elektrolit dari kebocoran dan reaksi spontan dengan TiO 2 . Elektrolit polimer yang dibuat berupa gel transparan. Gel elektrolit dapat menyesuaikan bentuk dengan permukaan TiO 2 ketika dideposisikan, sehingga dapat menutupi celah antara TiO 2 dan ITO. Elektrolit polimer yang dibuat seragam untuk kedua sampel memiliki ketahanan yang baik. Ketahanan ini ditunjukkan saat pengujian respon tegangan sel surya terhadap perubahan intensitas cahaya yang diterima sel. Hasil yang didapatkan berupa kurva tegangan terhadap waktu dapat dilihat pada halaman 13. Namun demikian, ketahanannya yang baik belum tentu disertai dengan konduktivitas yang baik pula. Arus keluaran dari sel Gambar 18. hal.11 mengindikasikan adanya tahanan besar dalam sel dan terdapat kemungkinan tahanan tersebut disebabkan elektrolit polimer. Uji konduktivitas tidak dilakukan dalam penelitian ini

4.6 Karakteristik Optik

Kurva absorbansi diambil untuk lapisan PPV, TiO 2 , dan kombinasi keduanya. Kurva absorbansi PPV Gambar 16 dengan konsentrasi 0,25 PPV A menunjukkan bahwa PPV mampu menyerap cahaya dengan rentang panjang gelombang mulai dari 400 nm hingga 568 nm. Nilai panjang gelombang tersebut termasuk pada panjang gelombang cahaya tampak dari daerah ungu hingga kuning 380 nm – 590 nm. PPV dengan konsentrasi 0,5 PPV B juga memiliki karakteristik yang sama namun tingkat absorbansi yang dimilikinya lebih tinggi karena konsentrasinya juga lebih tinggi. Karakteristik absorbansi ini menentukan daerah panjang gelombang yang efektif untuk konversi energi bagi sel. Panjang gelombang dengan nilai absorbansi yang besar pada dye adalah daerah yang efektif menyerap spektrum energi elektromagnetik yang bersesuaian. Lapisan TiO 2 memiliki puncak absorbansi di daerah UV, maka PPV diberikan sebagai dye agar TiO 2 bekerja dalam rentang cahaya tampak. TiO 2 yang dibuat cukup tebal sehingga memiliki nilai absorbansi yang besar, Gambar 16. Absorbansi PPV A dan PPV B 0,1 0,2 0,3 0,4 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 A b sor b an si Panjang gelombang nm PPV A 0.25 PPV B 0.5 Gambar 17. Absorbansi TiO 2 dan TiO 2 dengan dye PPV 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 300 400 500 600 700 800 A b sor b an si Panjang gelombang nm TiO2 TiO2 + PPV A TiO2 + PPV B namun masih bisa diamati perubahannya pada karakterisik absorbansinya setelah PPV diberikan sebagai dye. Perubahan yang teramati berupa peningkatan absorbansi dari daerah UV ke hijau 526 – 602 nm. Noise berupa fluktuasi nilai absorbansi pada kurva diakibatkan oleh struktur lapisan TiO 2 yang tebal. Karena ketebalan ini cahaya datang mengalami penghamburan. Penghamburan inilah yang terlihat dalam kurva sebagai Noise. Metode pelapisan dengan teknik doctor blading tidak dapat membentuk lapisan yang lebih tipis dari scotchtape . Mata pisau yang digunakan pada penyapuan pasta TiO 2 tidak boleh menyentuh permukaan ITO secara langsung, maka antara mata pisau dan permukaan ITO terdapat jarak sebesar ketebalan scotchtape 0,05 mm. Jika dibandingkan dengan hasil yang didapatkan oleh Petrella 24 , karakteristik unik dari absorbansi TiO 2 dan PPV yaitu dua puncak absorbansi pada daerah UV dan hijau tidak terlihat jelas. Gambar 18 menunjukkan kurva absorbansi oleh Petrella 24 untuk lapisan TiO 2 , MEH-PPV, dan campurannya. Absorpsi TiO 2 pada Gambar 18 tidak menggunakan bubuk TiO 2 sebagai bahan dasarnya, melainkan dibentuk dari penumbuhan kristal dengan menggunakan titanium tetraisopropoksida TTIP yang dihidrolisis. PPV yang digunakan juga tidak menggunakan bubuk MEH-PPV, melainkan hasil sintesis menggunakan reaksi stille cross coupling.

4.7 Karakteristik Arus-Tegangan Sel