Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi Pada Katalis Karbon Terhadap Kinerja DSSC BAB 0
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis
Karbon Terhadap Kinerja DSSC
Disusun Oleh :
Fitria Ratna Sari
M0211032
SKRIPSI
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
to user
2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis
Karbon Terhadap Kinerja DSSC
Disusun Oleh :
Fitria Ratna Sari
M0211032
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
Persyar atan mendapatkan gelar Sarjana Sains
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
to user
2016
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSETUJUAN
Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis Karbon
Terhadap Kinerja DSSC
Diusulkan oleh:
Fitria Ratna Sari
M0211032
Telah disetujui oleh
Pembimbing I
Nama : Dr. Eng. Risa Suryana, M.Si
NIP : 19710831 200003 1 005
Tanggal 3 / 9 / 2016
Pembimbing II
Nama : Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si
NIP : 19711211 199702 2 001 commit to user
iii
Tanggal 5 / 9 / 2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul: Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis
Karbon Terhadap Kinerja DSSC
Yang ditulis oleh
Nama
: Fitria Ratna Sari
NIM
: M0211032
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada
Hari
:
Tanggal
:
Dewan Penguji
1. Ketua Penguji
Dr. Eng Kusumandari, M.Si
NIP. 198105182005012002
………………………………
2. Sekertaris Penguji
Drs. Hery Purwanto M.Sc.
NIP.19590518 198703 1 002
………………………………
3. Anggota Penguji I
Dr. Eng. Risa Suryana, M.Si
NIP.19710831 200003 1 005
………………………………
4. Anggota Penguji II
Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si
NIP.19711211 199702 2 001
………………………………
Disahkan pada tanggal………………….
Oleh
Kepala Program Studi Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dr. Fahru Nurosyid, M.Si
commit 200003
to user 1 002
NIP.19721013
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi Skripsi saya yang berjudul “PENGARUH
PENAMBAHAN SILIKA ABU SEKAM PADI PADA KATALIS KARBON
TERHADAP KINERJA DSSC” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya
hingga saat ini isi Skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis
oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar
kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau perguruan tinggi lainnya kecuali
telah dituliskan di daftar pustaka Skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua
pihak telah ditulis dibagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini boleh dirujuk atau
difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta,
Fitria Ratna Sari
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN MOTTO
Sebaik-baik manusia ialah ia yang bermanfaat untuk orang lain
Dan berbuat baiklah (kepada orang lain) sebagaimana Allah telah berbuat
baik kepadamu
(QS. Al-Qashash:77)
Barang siapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya kesungguhannya itu
adalah untuk dirinya sendiri
(Al-Ankabut:6)
If you fall a thousand times, stand up millions of times because you do not
know how close you are to success
All the impossible is possible for those who believe!!!
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan untuk:
Ibu dan Bapak Tercinta
Kakakku Galih Ratna Utama Tersayang
Kakakku Sulastri Atminingsih
Alamamater Kebanggaanku
Indonesia Negeriku
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis Karbon
Terhadap Kinerja DSSC
Fitria Ratna Sari
Program Studi Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) terdiri dari Transparant Conductive Oxide
(TCO), semikonduktor oksida, dye, elektrolit dan katalis. Penelitian sebelumnya
menggunakan Fluorine-doped Tin Oxide (FTO) sebagai TCO, TiO sebagai
semikonduktor oksida, Ⱦ-carotene sebagai dye, I dan KI sebagai pasangan
elektrolit dan karbon sebagai katalis. Pada penelitian ini, katalis karbon akan
ditambah dengan silika (SiO). SiO berasal dari abu sekam padi. Pengujian abu
sekam padi dengan X-Ray Flourescence (XRF) memperlihatkan bahwa 82,12%
adalah SiO. Absorbansi ekstrak wortel di uji dengan Ultra Violet Visible (UVVis) spektroskopi menunjukkan puncak pada 457nm dan 486nm. Puncak tersebut
menjelaskan karakteristik Ⱦ-carotene. Dari pengamatan Scanning Electron
Microscopy (SEM), katalis karbon berbentuk lempengan-lempengan. Pengukuran
kinerja DSSC dengan I-V meter menunjukkan bahwa terjadi peningkatan dari 1,0
x 10LJ; % dengana hanya katalis karbon menjadi 2,3 x 10LJ; % dengan penambahan
katalis silika. Hal ini disebabkan bahwa penambahan silika akan lebih
mempercepat penarikan elektron menuju elektrolit. Silika berfungsi sebagai
penyangga atau pembawa muatan dalam katalis heterogen.
Kata kunci : DSSC, katalis, abu sekam, silika.
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Effect of Rice Husk Abu Silica Addition on Carbon Catalyst Performance
Against DSSC
FitriaRatna Sari
Physics Department
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Universitas Sebelas Maret
ABSTRACT
Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) is composed of Transparent Conductive
Oxide (TCO), semikonductor oxides, dyes, electrolytes, and catalyst. Previous
researches, we used Fluorine-doped Tin Oxide (FTO) as TCO, TiO as
semiconductor oxide, Ⱦ-carotene as dye, I and KI as electrolyte, and carbon as
catalyst. In this research, the carbon catalyst will be mixed by silica. Silica is
exptracted from rice husk ash. Measurement on rice husk ash using X-Ray
Flourescence (XRF) showed that the largest composition is silica (82,12%).
Absorbance of extracted carrot using Ultra Violet Visible spectroscopy indicated
that absorption peaks at 457nm and 486nm, it is characteristion of Ⱦ-carotene.
Scanning Electron Microscopy (SEM) observed that carbon catalyst formed
plates. I-V measurements are performed to determine performances of DSSC.
Adding silica into carbon catalyst will increase the performance from 1.0 x 10LJ; %
to 2.3 x 10LJ;%. It is considered that silica play role as buffer or charges carrier in
heterogen catalyst so that attraction of electron towards electrolytes will be
accelerated.
Keywords : DSSC, catalyst, husk ash, silica.
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Penulis mengucapkan puja dan puji syukur kehadirat Allah SWT karena
dengan limpahan rahmat, hidayah dan inayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan
laporan Skripsi dengan baik. Sholawat serta Salam tidak lupa penulis panjatkan
kepada Rosulullah SAW. Laporan Skripsi yang berjudul “PENGARUH
PENAMBAHAN SILIKA ABU SEKAM PADI PADA KATALIS KARBON
TERHADAP KINERJA DSSC “ merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi
untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains di Program Studi Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada penulisan laporan Skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak
agar dapat menyelesaikan laporan Skripsi dengan baik. Pada kesempatan ini,
penulis ingin menyampaikan banyak terimakasih kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan kesehatan sehingga penulis mampu
menyelesaikan laporan Skripsi.
2. Nabi Muhammad SAW yang telah menjadi suri tauladan bagi seluruh umat.
3. Kedua orang tua dan keluarga besar yang telah memberikan doa dan dukungan
baik dukungan secara materi dan dukungan secara moril.
4. Bapak Risa Suryana selaku pembimbing pertama dan pembimbing akademik
yang selalu membimbing dan memberikan arahan dengan sabar.
5. Ibu Sayekti Wahyuningsih selaku pembimbing kedua yang memberi
bimbingan dan saran.
6. Ibu Utari yang selalu memberikan semangat untuk menyelesaikan Skripsi ini.
7. Bapak Fahru Nurosyid selaku Ketua Program Studi Fisika FMIPA UNS yang
telah mengesahkan laporan Skripsi penulis.
8. Seluruh Dosen Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta yang memberikan
ilmunya sehingga penulis mampu memahami dalam perkuliahan.
9. Bapak Suyanto dan Zainal Abidin R. A yang selalu memberikan dukungan
serta doa.
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
10. Dinasti Dwi Pratiwi dan Istiqomah yang selalu membantu dan memberikan
dukungannya.
11. Teman-teman Laboratorium Material Program Studi Fisika FMIPA UNS yang
telah membantu dalam penelitian.
Semoga seluruh doa,
kebaikan dan pertolongan dari semuanya mendapatkan
balasan yang terbaik dari Tuhan Yang Maha Esa. Akhir kata, penulis
mengucapkan terimakasih dan mohon maaf apabila dalam Laporan Skripsi
terdapat banyak kekurangan. Kekurangan terdapat pada penulis, kesempurnaan
hanya milik Tuhan Yang Maha Esa. Semoga Laporan Skripsi dapat bermanfaat
bagi seluruh pihak yang membutuhkan. Amin
Surakarta,
Penulis
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PUBLIKASI
Sebagian Skripsi saya yang berjudul “PENGARUH PENAMBAHAN SILIKA
ABU SEKAM PADI PADA KATALIS KARBON TERHADAP KINERJA
DSSC” akan dipublikasikan di Repository Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret.
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL…………………………………………………… i
HALAMAN PERSETUJUAN………………………………………… ii
HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………. iii
HALAMAN PERNYATAAN…………………………………………. iv
HALAMAN MOTTO…………………………………………………. v
HALAMAN PERSEMBAHAN……………………………………...... vi
HALAMAN ABSTRAK……………………………………………...... vii
HALAMAN ABSTRACT……………………………………………… viii
KATA PENGANTAR…………………………………………………. ix
HALAMAN PUBLIKASI……………………………………………... xi
DAFTAR ISI…………………………………………………………… xiii
DAFTAR TABEL……………………………………………………… xv
DAFTAR GAMBAR…………………………………………………… xv
DAFTAR SIMBOL…………………………………………………….. xvii
LAMPIRAN…………………………………………………………….. xviii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah……………………………………………. 1
1.2. Batasan Masalah……………………………………………………. 2
1.3. Rumusan Masalah………………………………………………….
2
1.4. Tujuan Penelitian…………………………………………………… 3
1.5. Manfaat Penelitian………………………………………………….. 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gambaran Umum Silika Sekam Padi………………………………. 4
2.1.1. Sekam Padi.………………………………………………… 4
2.1.2. Silika……………………………………………………….. 4
2.2. Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC)………………………………...... 4
2.2.1. Material DSSC..…………………………………………….. 4
2.2.1.1. Substrat……………………………………………… 5
2.2.1.2. Elektroda……………………………………………. 5
2.2.1.3. Elektrolit……………………………………………. 6
2.2.1.4. Katalis……………………………………………..... 6
2.2.1.5. Dye………………………………………………….. 8
2.2.2. Metode Deposisi Lapisan pada DSSC……………………... 8
2.3. X-Ray Flourescence (XRF)..………………………………………… 8
2.4. IV-Meter…………………….……………………………………… 10
2.5. Spektroskopi UV-VIS………..……..………………………………... 11
2.6. Scanning Electron Microscope (SEM)…..………………………….. 11
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Pelaksanaan…………….……………………… 13
3.1.1. Tempat Pelaksanaan………………………………………... 13
3.1.2. Waktu Pelaksanaan…………………………………………. 13
3.2. Alat dan Bahan……………………………………………………... 13
commit to user
3.2.1. Alat Penelitian…………………………………………..….
13
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.2.2. Bahan Penelitian……………………………………….…..
3.3. Prosedur Penelitian………………………………………………......
3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan………………………………….
3.3.2. Konfirmasi Kandungan Silika Abu Sekam Padi…………..
3.3.3. Pemisahan Silika Abu Sekam Padi.………………………..
3.3.4. Ekstraksi Wortel…………………………………………......
3.3.5. Pembuatan Elektroda Lawan…………………………..….
3.3.6. Pembuatan Elektrolit……………………………………….
3.3.7. Pembuatan Pasta TiO……………………………………..
3.3.8. Pembuatan Prototipe DSSC………………………………..
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Sekam Padi dengan Uji XRF…………………………………
4.2. Karakterisasi Sifat Optik Absorbansi Dye Ekstrak Wortel……........
4.3. Analisa Permukaan dengan SEM……………………………………
4.4. Karakterisasi Sifat Listrik DSSC……………………………………
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan………………………………………………………….
5.2. Saran…………………………………………………………………
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………..
commit to user
xiv
14
15
16
16
16
16
16
16
17
17
18
19
20
21
24
24
25
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Kandungan Kimia Abu Sekam Padi
dengan XRF………………………………………………..
Tabel 4.2 Nilai Karakteristik I-V DSSC……………………………….
commit to user
xv
19
22
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Prinsip Kerja DSSC………………………………………… 5
Gambar 2.2 Prinsip Kerja XRF………………………………………….. 9
Gambar 2.3 Karakterisasi Kurva I-V DSSC…………………………….. 10
Gambar 2.4 Prinsip Kerja UV-Vis….……………………………………. 11
Gambar 2.5 Skema Prinsip Kerja SEM……………………………......... 12
Gambar 3.1 Metodologi Penelitian……………………………………… 15
Gambar 3.2 Prototipe DSSC…………………………………………….. 17
Gambar 4.1 Perubahan Jerami Padi Setelah Proses Pembakaran….......
18
Gambar 4.2 Spektrum Absorbansi Hasil Ekstraksi Wortel……………… 20
Gambar 4.3 Morfologi (a) Grafit Pensil 2B dan (b) Silika Karbon…….. 21
Gambar 4.4 Karakteristik Kurva I-V dengan hanya (a) C, dan
(b) rasio Si:C 1:2..…………………………………...…….. 22
commit to user
xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Voc
Isc
FF
Imaks
Vmaks
Ʉ
Pout
Pin
Pmaks
A
I
ɉ
Keterangan
Tegangan Open Circuit
Arus Short Circuit
Fill Factor
Arus Maksimum
Tegangan Maksimum
Efisiensi
Daya Keluaran
Daya Masukan
Daya Maksimum
Luasan
Intensitas Cahaya
Panjang Gelombang
commit to user
xvii
Satuan
Volt (V)
Ampere (A)
Ampere (A)
Volt (V)
Persen (%)
Watt (W)
Watt (W)
Watt (W)
Meter; (m;)
Watt/m; (W/m;)
Meter (m)
digilib.uns.ac.id
Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis
Karbon Terhadap Kinerja DSSC
Disusun Oleh :
Fitria Ratna Sari
M0211032
SKRIPSI
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
to user
2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis
Karbon Terhadap Kinerja DSSC
Disusun Oleh :
Fitria Ratna Sari
M0211032
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
Persyar atan mendapatkan gelar Sarjana Sains
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit
to user
2016
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSETUJUAN
Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis Karbon
Terhadap Kinerja DSSC
Diusulkan oleh:
Fitria Ratna Sari
M0211032
Telah disetujui oleh
Pembimbing I
Nama : Dr. Eng. Risa Suryana, M.Si
NIP : 19710831 200003 1 005
Tanggal 3 / 9 / 2016
Pembimbing II
Nama : Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si
NIP : 19711211 199702 2 001 commit to user
iii
Tanggal 5 / 9 / 2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul: Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis
Karbon Terhadap Kinerja DSSC
Yang ditulis oleh
Nama
: Fitria Ratna Sari
NIM
: M0211032
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada
Hari
:
Tanggal
:
Dewan Penguji
1. Ketua Penguji
Dr. Eng Kusumandari, M.Si
NIP. 198105182005012002
………………………………
2. Sekertaris Penguji
Drs. Hery Purwanto M.Sc.
NIP.19590518 198703 1 002
………………………………
3. Anggota Penguji I
Dr. Eng. Risa Suryana, M.Si
NIP.19710831 200003 1 005
………………………………
4. Anggota Penguji II
Dr. Sayekti Wahyuningsih, M.Si
NIP.19711211 199702 2 001
………………………………
Disahkan pada tanggal………………….
Oleh
Kepala Program Studi Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Dr. Fahru Nurosyid, M.Si
commit 200003
to user 1 002
NIP.19721013
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi Skripsi saya yang berjudul “PENGARUH
PENAMBAHAN SILIKA ABU SEKAM PADI PADA KATALIS KARBON
TERHADAP KINERJA DSSC” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya
hingga saat ini isi Skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis
oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar
kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau perguruan tinggi lainnya kecuali
telah dituliskan di daftar pustaka Skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua
pihak telah ditulis dibagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini boleh dirujuk atau
difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta,
Fitria Ratna Sari
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN MOTTO
Sebaik-baik manusia ialah ia yang bermanfaat untuk orang lain
Dan berbuat baiklah (kepada orang lain) sebagaimana Allah telah berbuat
baik kepadamu
(QS. Al-Qashash:77)
Barang siapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya kesungguhannya itu
adalah untuk dirinya sendiri
(Al-Ankabut:6)
If you fall a thousand times, stand up millions of times because you do not
know how close you are to success
All the impossible is possible for those who believe!!!
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan untuk:
Ibu dan Bapak Tercinta
Kakakku Galih Ratna Utama Tersayang
Kakakku Sulastri Atminingsih
Alamamater Kebanggaanku
Indonesia Negeriku
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Pengaruh Penambahan Silika Abu Sekam Padi pada Katalis Karbon
Terhadap Kinerja DSSC
Fitria Ratna Sari
Program Studi Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) terdiri dari Transparant Conductive Oxide
(TCO), semikonduktor oksida, dye, elektrolit dan katalis. Penelitian sebelumnya
menggunakan Fluorine-doped Tin Oxide (FTO) sebagai TCO, TiO sebagai
semikonduktor oksida, Ⱦ-carotene sebagai dye, I dan KI sebagai pasangan
elektrolit dan karbon sebagai katalis. Pada penelitian ini, katalis karbon akan
ditambah dengan silika (SiO). SiO berasal dari abu sekam padi. Pengujian abu
sekam padi dengan X-Ray Flourescence (XRF) memperlihatkan bahwa 82,12%
adalah SiO. Absorbansi ekstrak wortel di uji dengan Ultra Violet Visible (UVVis) spektroskopi menunjukkan puncak pada 457nm dan 486nm. Puncak tersebut
menjelaskan karakteristik Ⱦ-carotene. Dari pengamatan Scanning Electron
Microscopy (SEM), katalis karbon berbentuk lempengan-lempengan. Pengukuran
kinerja DSSC dengan I-V meter menunjukkan bahwa terjadi peningkatan dari 1,0
x 10LJ; % dengana hanya katalis karbon menjadi 2,3 x 10LJ; % dengan penambahan
katalis silika. Hal ini disebabkan bahwa penambahan silika akan lebih
mempercepat penarikan elektron menuju elektrolit. Silika berfungsi sebagai
penyangga atau pembawa muatan dalam katalis heterogen.
Kata kunci : DSSC, katalis, abu sekam, silika.
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Effect of Rice Husk Abu Silica Addition on Carbon Catalyst Performance
Against DSSC
FitriaRatna Sari
Physics Department
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Universitas Sebelas Maret
ABSTRACT
Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC) is composed of Transparent Conductive
Oxide (TCO), semikonductor oxides, dyes, electrolytes, and catalyst. Previous
researches, we used Fluorine-doped Tin Oxide (FTO) as TCO, TiO as
semiconductor oxide, Ⱦ-carotene as dye, I and KI as electrolyte, and carbon as
catalyst. In this research, the carbon catalyst will be mixed by silica. Silica is
exptracted from rice husk ash. Measurement on rice husk ash using X-Ray
Flourescence (XRF) showed that the largest composition is silica (82,12%).
Absorbance of extracted carrot using Ultra Violet Visible spectroscopy indicated
that absorption peaks at 457nm and 486nm, it is characteristion of Ⱦ-carotene.
Scanning Electron Microscopy (SEM) observed that carbon catalyst formed
plates. I-V measurements are performed to determine performances of DSSC.
Adding silica into carbon catalyst will increase the performance from 1.0 x 10LJ; %
to 2.3 x 10LJ;%. It is considered that silica play role as buffer or charges carrier in
heterogen catalyst so that attraction of electron towards electrolytes will be
accelerated.
Keywords : DSSC, catalyst, husk ash, silica.
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Penulis mengucapkan puja dan puji syukur kehadirat Allah SWT karena
dengan limpahan rahmat, hidayah dan inayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan
laporan Skripsi dengan baik. Sholawat serta Salam tidak lupa penulis panjatkan
kepada Rosulullah SAW. Laporan Skripsi yang berjudul “PENGARUH
PENAMBAHAN SILIKA ABU SEKAM PADI PADA KATALIS KARBON
TERHADAP KINERJA DSSC “ merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi
untuk mendapatkan gelar Sarjana Sains di Program Studi Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pada penulisan laporan Skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak
agar dapat menyelesaikan laporan Skripsi dengan baik. Pada kesempatan ini,
penulis ingin menyampaikan banyak terimakasih kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan kesehatan sehingga penulis mampu
menyelesaikan laporan Skripsi.
2. Nabi Muhammad SAW yang telah menjadi suri tauladan bagi seluruh umat.
3. Kedua orang tua dan keluarga besar yang telah memberikan doa dan dukungan
baik dukungan secara materi dan dukungan secara moril.
4. Bapak Risa Suryana selaku pembimbing pertama dan pembimbing akademik
yang selalu membimbing dan memberikan arahan dengan sabar.
5. Ibu Sayekti Wahyuningsih selaku pembimbing kedua yang memberi
bimbingan dan saran.
6. Ibu Utari yang selalu memberikan semangat untuk menyelesaikan Skripsi ini.
7. Bapak Fahru Nurosyid selaku Ketua Program Studi Fisika FMIPA UNS yang
telah mengesahkan laporan Skripsi penulis.
8. Seluruh Dosen Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta yang memberikan
ilmunya sehingga penulis mampu memahami dalam perkuliahan.
9. Bapak Suyanto dan Zainal Abidin R. A yang selalu memberikan dukungan
serta doa.
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
10. Dinasti Dwi Pratiwi dan Istiqomah yang selalu membantu dan memberikan
dukungannya.
11. Teman-teman Laboratorium Material Program Studi Fisika FMIPA UNS yang
telah membantu dalam penelitian.
Semoga seluruh doa,
kebaikan dan pertolongan dari semuanya mendapatkan
balasan yang terbaik dari Tuhan Yang Maha Esa. Akhir kata, penulis
mengucapkan terimakasih dan mohon maaf apabila dalam Laporan Skripsi
terdapat banyak kekurangan. Kekurangan terdapat pada penulis, kesempurnaan
hanya milik Tuhan Yang Maha Esa. Semoga Laporan Skripsi dapat bermanfaat
bagi seluruh pihak yang membutuhkan. Amin
Surakarta,
Penulis
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PUBLIKASI
Sebagian Skripsi saya yang berjudul “PENGARUH PENAMBAHAN SILIKA
ABU SEKAM PADI PADA KATALIS KARBON TERHADAP KINERJA
DSSC” akan dipublikasikan di Repository Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret.
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL…………………………………………………… i
HALAMAN PERSETUJUAN………………………………………… ii
HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………. iii
HALAMAN PERNYATAAN…………………………………………. iv
HALAMAN MOTTO…………………………………………………. v
HALAMAN PERSEMBAHAN……………………………………...... vi
HALAMAN ABSTRAK……………………………………………...... vii
HALAMAN ABSTRACT……………………………………………… viii
KATA PENGANTAR…………………………………………………. ix
HALAMAN PUBLIKASI……………………………………………... xi
DAFTAR ISI…………………………………………………………… xiii
DAFTAR TABEL……………………………………………………… xv
DAFTAR GAMBAR…………………………………………………… xv
DAFTAR SIMBOL…………………………………………………….. xvii
LAMPIRAN…………………………………………………………….. xviii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah……………………………………………. 1
1.2. Batasan Masalah……………………………………………………. 2
1.3. Rumusan Masalah………………………………………………….
2
1.4. Tujuan Penelitian…………………………………………………… 3
1.5. Manfaat Penelitian………………………………………………….. 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Gambaran Umum Silika Sekam Padi………………………………. 4
2.1.1. Sekam Padi.………………………………………………… 4
2.1.2. Silika……………………………………………………….. 4
2.2. Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC)………………………………...... 4
2.2.1. Material DSSC..…………………………………………….. 4
2.2.1.1. Substrat……………………………………………… 5
2.2.1.2. Elektroda……………………………………………. 5
2.2.1.3. Elektrolit……………………………………………. 6
2.2.1.4. Katalis……………………………………………..... 6
2.2.1.5. Dye………………………………………………….. 8
2.2.2. Metode Deposisi Lapisan pada DSSC……………………... 8
2.3. X-Ray Flourescence (XRF)..………………………………………… 8
2.4. IV-Meter…………………….……………………………………… 10
2.5. Spektroskopi UV-VIS………..……..………………………………... 11
2.6. Scanning Electron Microscope (SEM)…..………………………….. 11
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Pelaksanaan…………….……………………… 13
3.1.1. Tempat Pelaksanaan………………………………………... 13
3.1.2. Waktu Pelaksanaan…………………………………………. 13
3.2. Alat dan Bahan……………………………………………………... 13
commit to user
3.2.1. Alat Penelitian…………………………………………..….
13
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.2.2. Bahan Penelitian……………………………………….…..
3.3. Prosedur Penelitian………………………………………………......
3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan………………………………….
3.3.2. Konfirmasi Kandungan Silika Abu Sekam Padi…………..
3.3.3. Pemisahan Silika Abu Sekam Padi.………………………..
3.3.4. Ekstraksi Wortel…………………………………………......
3.3.5. Pembuatan Elektroda Lawan…………………………..….
3.3.6. Pembuatan Elektrolit……………………………………….
3.3.7. Pembuatan Pasta TiO……………………………………..
3.3.8. Pembuatan Prototipe DSSC………………………………..
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Sekam Padi dengan Uji XRF…………………………………
4.2. Karakterisasi Sifat Optik Absorbansi Dye Ekstrak Wortel……........
4.3. Analisa Permukaan dengan SEM……………………………………
4.4. Karakterisasi Sifat Listrik DSSC……………………………………
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan………………………………………………………….
5.2. Saran…………………………………………………………………
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………..
commit to user
xiv
14
15
16
16
16
16
16
16
17
17
18
19
20
21
24
24
25
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Kandungan Kimia Abu Sekam Padi
dengan XRF………………………………………………..
Tabel 4.2 Nilai Karakteristik I-V DSSC……………………………….
commit to user
xv
19
22
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Prinsip Kerja DSSC………………………………………… 5
Gambar 2.2 Prinsip Kerja XRF………………………………………….. 9
Gambar 2.3 Karakterisasi Kurva I-V DSSC…………………………….. 10
Gambar 2.4 Prinsip Kerja UV-Vis….……………………………………. 11
Gambar 2.5 Skema Prinsip Kerja SEM……………………………......... 12
Gambar 3.1 Metodologi Penelitian……………………………………… 15
Gambar 3.2 Prototipe DSSC…………………………………………….. 17
Gambar 4.1 Perubahan Jerami Padi Setelah Proses Pembakaran….......
18
Gambar 4.2 Spektrum Absorbansi Hasil Ekstraksi Wortel……………… 20
Gambar 4.3 Morfologi (a) Grafit Pensil 2B dan (b) Silika Karbon…….. 21
Gambar 4.4 Karakteristik Kurva I-V dengan hanya (a) C, dan
(b) rasio Si:C 1:2..…………………………………...…….. 22
commit to user
xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Voc
Isc
FF
Imaks
Vmaks
Ʉ
Pout
Pin
Pmaks
A
I
ɉ
Keterangan
Tegangan Open Circuit
Arus Short Circuit
Fill Factor
Arus Maksimum
Tegangan Maksimum
Efisiensi
Daya Keluaran
Daya Masukan
Daya Maksimum
Luasan
Intensitas Cahaya
Panjang Gelombang
commit to user
xvii
Satuan
Volt (V)
Ampere (A)
Ampere (A)
Volt (V)
Persen (%)
Watt (W)
Watt (W)
Watt (W)
Meter; (m;)
Watt/m; (W/m;)
Meter (m)