KARAKTERISTIK PASTA TiO2 UNTUK APLIKASI DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) FLEKSIBEL.

(1)

KARAKTERISITIK PASTA TiO

2

UNTUK APLIKASI DYE SENSITIZED

SOLAR CELL (DSSC) FLEKSIBEL

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains

Program Studi Fisika

Oleh Mariya Al Qibtiya

0909052

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA


(2)

KARAKTERISITIK PASTA TiO

2

UNTUK

APLIKASI

DYE SENSITIZED SOLAR CELL

(DSSC) FLEKSIBEL

Oleh Mariya Al Qibtiya

Sebuah skripsi yang ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

© Mariya Al Qibtiya 2013 Universitas Pendidikan Indonesia

Agustus 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhnya atau sebagian, dengan dicetak ulang, difotokopi, atau cara lainya tanpa izin dari penulis.


(3)

MARIYA AL QIBTIYA

PREPARASI PASTA TiO2 TEMPERATUR RENDAH UNTUK APLIKASI DYE

SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) FLEKSIBEL

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING: Pembimbing I

Lia Muliani,S.T.,M.T NIP. 197103251000032005

Pembimbing II

Dr. Andi Suhandi, S.Pd.,M.Si. NIP. 196908171994031003

Mengetahui

Ketua Jurusan Pendidikan Fisika

Dr. Ida Kaniawati, M.Si. NIP. 19680731992032001


(4)

KARAKTERISTIK PASTA TiO

2

UNTUK APLIKASI DYE

SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) FLEKSIBEL

Mariya Al Qibtiya1*, Lia Muliani2, Andi Suhandi1 1

Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia (UPI)

Bandung, Indonesia. 2

Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi LIPI Jl. Sangkuriang Komp.LIPI Gd.20 Bandung

*e-mail: mariya.al@student.upi.edu ABSTRAK

Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) fleksibel merupakan DSSC yang menggunakan

plastik konduktif sebagai substrat. Penelitian ini mengkarakterisasi pasta TiO2 untuk aplikasinya pada DSSC fleksibel. Preparasi pasta dilakukan menggunakan bahan komersial yaitu pasta T-Nanooxide D-L (Solaronix) serbuk pasta DSL 18NR-AO (Dyesol) dan serbuk pasta WER2-O (Dyesiol) sebagai bahan reflektor. Bahan tersebut dianalisis struktur kristalnya. Hasil karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD) menunjukan bahwa bahan TiO2 serbuk yang digunakan adalah nanokristal dengan struktur kristal anatase.

Pembuatan pasta dilakukan melalui pencampuran serbuk pasta menggunakan pelarut ethanol dan larutan HCl tanpa binder. Penambahan TiO2 reflektor sebagai

light scattering layer pada pasta dilakukan untuk melihat pengaruhnya terhadap

karakteristik sel surya yang dihasilkan. Pasta ini dideposisi di atas permukaan plastik konduktif (ITO-PET) dengan metode doctor blade. Proses sintering lapisan TiO2 dilakukan pada suhu 120˚C selama 4 jam. Lapisan TiO2 yang terbentuk dianalisis morfologi permukaan menggunakan Scanning Electron

Microscopy (SEM). Hasil SEM menunjukan bahwa dengan penambahan TiO2

scattering pada pasta ukuran partikel yang lebih besar dapat teramati.

Lapisan TiO2 yang terbentuk diaplikasikan pada DSSC fleksibel sebagai fotoelektroda. Pewarnaan dengan larutan N-719 (Ruthenium Complex), lapisan elektroda kerja Platina dan larutan elektrolit iodine. Karakteristik kurva I-V dengan ukuran sel daerah aktif 1 cm2 diukur menggunakan sun simulator AM1,5 dengan sumber cahaya Xenon dan intensitas 50 mW/cm2. Hasil pengukuran menunjukkan penambahan serbuk TiO2 reflektor (serbuk scattering) dapat meningkatkan unjuk kerja sel surya fleksibel yang dihasilkan. Karakteristik I-V yang terbaik dihasilkan oleh DSSC fleksibel campuran pasta Solaronix dan bubuk TiO2 reflektor menghasilkan arus hubungan pendek (Isc) 0,3 mA , tegangan rangkaian terbuka (Voc) 0,570 Vdan efisiensi mencapai 0.166%.


(5)

ABSTRACT

Dye-sensitized Solar Cell (DSSC) flexible use conductive plastic as the substrate. Preparation paste using the commercial material T-Nanooxide paste DL (Solaronix) powder pasta DSL 18NR-AO (Dyesol) and paste WER2-O powder (Dyesol) as the reflector material. The crystal structure of the material analyzed. Characterization results of X-Ray Diffraction (XRD) showed that the material used is TiO2 nanocrystal powders with anatase crystalline structure.

The addition of TiO2 reflector as light scattering layer on the paste is done to see the effect on the characteristics of the resulting solar cell. Pasta is deposited on the surface of a conductive plastic (ITO-PET) with a doctor blade method. Sintering process of TiO2 layer carried out at a temperature of 120˚C for 4 hours. TiO2 layer formed surface morphology was analyzed using Scanning Electron Microscopy (SEM). SEM results showed that the addition of the pasta scattering TiO2 particles larger size can be observed. TiO2 layer formed as applied to the flexible DSSC fotoelektroda. Staining with a solution of N-719 (Ruthenium Complex), a layer of platinum working electrode and an electrolyte solution of iodine. I-V characteristic curve with a cell size of 1 cm2 active area was measured using a sun simulator AM1,5 with a Xenon light source and intensity of 50 mW/cm2. The measurement results show the addition of TiO2 reflector powder (powder scattering) can improve the performance of flexible solar cells are produced. IV characteristics of the best produced by the flexible DSSC Solaronix pasta mixture and powdered TiO2 reflector produces short-circuit current (Isc) 0.3 mA, open circuit voltage (Voc) 0.570 V and the efficiency reached 0166%.


(6)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

UCAPAN TERIMA KASIH ... iii

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

BAB I PENDAHULUAN A.Latar Belakang ... 1

B. Rumusan Masalah ... 5

C.Tujuan Penelitian ... 5

D.Manfaat Penelitian ... 5

E. Struktur Organisasi Skripsi ... 6

BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Energi Matahari ... 7

B. Sel Surya ... 9

C. DSSC ... 12

D. DSSC Fleksibel ... 14

E. Material DSSC ... 15

F. Perlakuan pada DSSC ... 19

G.Fabrikasi DSSC ... 21

H.karakteristik pada DSSC ... 22


(7)

BAB III METODE PENELITIAN

A.Metode Penelitian ... 29

B. Waktu dan Tempat Penelitian Skripsi ... 29

C.Desain Penelitian ... 29

D.Alat dan Bahan ... 30

E. Preparasi Komponen DSSC ... 31

F. Proses Assemby DSSC ... 37

G.Karakterisasi ... 39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakteristik XRD partikel TiO2 ... 41

B. Karakteristik morfologi lapisan TiO2 ... 43

C. Karakterisasi I-V ... 47

BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 52

B. Saran ... 52


(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Spektrum Radiasi Surya Standard AM1.5 ... 8

Gambar 2.2 Struktur sel surya silikon p-n junction ... 9

Gambar 2.3 Prinsip kerja sel surya silikon... 10

Gambar 2.4 Karakterisasi kurva I-V pada sel surya ... 11

Gambar 2.5 Struktur Dye Sensitized Solar Cell ... 12

Gambar 2.6 Skema prinsip kerja DSSC ... 13

Gambar 2.7 Skema prinsip kerja DSSC scattering layer ... 17

Gambar 2.8 Skema proses sputtering ... 21

Gambar 2.9 Skema dari Dua Struktur Umum sel DSSC (atas) dan modul (bawah) (a) Struktur Sandwich, (b) Struktur Monolithic ... 22

Gambar 3.1 Sistematika desain penelitian ... 30

Gambar 3.2 Alur tahap pembuatan DSSC ... 32

Gambar 3.3 Preparasi bubuk TiO2 (a) dyeSol jenis 18NR-AO, (b) Dyesol reflektor jenis WER2-O ... 33

Gambar 3.4 Pencampuran pasta Sampel C di atas Mortal ... 34

Gambar 3.5 Alur pembuatan pasta TiO2 ... 34

Gambar 3.6 Proses pembuatan pasta TiO2 ... 35

Gambar 3.7 Spektrum UV-Vis dan Struktur senyawa Ruthenium Complex N719 ... 36

Gambar 3.8 Hasil Sputtering counter electrode Pt ... 37

Gambar 3.9 Ilustrasi skema area deposisi pasta TiO2 ... 37

Gambar 3.10 Proses deposisi TiO2 dengan doctor blade ... 38

Gambar 3.11 (a) Proses pewarnaan dengan larutan dye (b) hasil pewarnaan ... 38


(9)

Gambar 3.13 Proses pengisian larutan elektrolit dan sel yang sudah ditetesi larutan elektrolit dan siap diuji ... 39 Gambar 4.1 Pola difraksi TiO2 fase anatase... 41 Gambar 4.2 Hasil SEM deposisi film TiO2,sampel A dan sampel B ... 45 Gambar 4.3 Hasil SEM dari deposisi film TiO2 (a) C (b) sampel D (c) TiO2 reflektor ... 46 Gambar 4.6 Kurva I-V hasil pengukuran DSSC menggunakan sampel A dan sampel C ... 48 Gambar 4.7 Kurva I-V hasil pengukuran DSSC menggunakan sampel A dan sampel D... 49


(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Beberapa Hasil Penelitian DSSC dalam Skala Laboratorium ... 24 Tabel 2.2 Beberapa Penelitian DSSC menggunakan semikonduktor selain TiO2 25 Tabel 2.3 Hasil Performa dari Modul DSSC ... 26 Tabel 2.4 Perbandingan Esimasi Harga Produksi DSSC dari Smestad dan Solaronix ... 26 Tabel 2.5 Perbandingan Estimasi Harga DSSC dengan Teknologi Sel Surya lain 27 Tabel 3.1 Pembagian nama sampel berdasarkan janis TiO2 ... 29 Tabel 4.1 data perhitungan ukuran kristal TiO2 ... 42 Tabel 4.2 Data arus, tegangan, dan konversi daya sampel A, B, C, D ... 47 Tabel 4.3 Karekterisasi IV DSSC fleksibel dengan perbedaan pasta TiO2 sampel A dan C ... 48 Tabel 4.4 Karekterisasi IV DSSC fleksibel dengan perbedaan pasta TiO2 sampel B dan D ... 50


(11)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A ... 57 Lampiran B... 70


(12)

1

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Perkembangan teknologi dan industri yang pesat akan mendorong peningkatan kebutuhan energi. Konsumsi energi manusia di dunia mencapai sekitar 88% bahan bakar fosil (minyak bumi, batu bara, dan gas), 6%

hydroelectriciy, 6% energi nuklir dan biomass (World energy report, 2005).

Sumber energi fosil seperti minyak bumi, batu bara, dan gas adalah sumber energi yang bersifat terbatas dan memerlukan waktu yang sangat lama untuk memperbaharuinya sehingga dianggap bersifat unrenewable energy resources, serta penggunaanya yang dapat menyebabkan polusi lingkungan.

Salah satu upaya yang dilakukan adalah mengoptimalkan pemanfaatan sumber-sumber energi non-konvensional seperti energi radiasi matahari. Pemanfaatan energi radiasi matahari pada tahun 2012 masih relatif kecil dibandingkan dengan sumber-sumber energi berbasis fosil. Pemanfaatan energi terbarukan hanya 4,4%, batu bara 30,7%, minyak bumi 43,9%, dan gas bumi 21%. Melalui Peraturan Presiden Nomor 05 tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional (KEN) telah menatapkan targat pemanfaatan energi baru dan terbarukan (EBT) sebesar 17% dari total Bauran Energi Nasional (BEN) pada tahun 2025. Target ini akan diperbaharui melalui penatapan Kebijakan Energi Nasional (KEN) yang telah disiapkan oleh Dewan Energi Nasional (DEN) dengan jumlah target pemanfaatan EBT ditatapkan sebesar 25% dari jumlah BEN di tahun 2025. Pemerintah mencanangkan 0,2 sampai 0,3 persen dalam keseluruhan energi nasional pada tahun 2025 berasal dari tenaga surya atau satara dengan 1.000

Megawatt peak (MWp). Artinya, perlu penambahan 65 Megawatt peak (MWp) per

tahun.(www.ebtke.esdm.com).

Indonesia menerima energi surya yang radiasi energi harian rata-rata per satuan luas per satuan waktu sebesar kira-kira 4,8 kilowatt/m2. Energi surya adalah salah satu sumber energi terbarukan yang melimpah, bebas polusi, dan dapat dieksplorasi secara optimal. Indonesia yang terlatak di daerah tropis sangat cocok dan berpotensi dalam mengembangkan energi surya. Energi radiasi


(13)

2

matahari dapat dikonversi langsung menjadi energi listrik melalui suatu alat konversi yang disebut Solar Cell (sel surya).

Sel surya adalah piranti untuk mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Energi listrik tersebut diperoleh dari sel surya yang menerima cahaya langsung dari matahari dan memunculkan efek fotovoltaik. Efek fotovoltaik pertama kali ditemukan oleh Edmond Becquerel pada tahun 1839. Pada tahun 1912 Einstein menjelaskan secara teori mekanisme fenomena tersebut namun hanya sebatas eksperimen di laboratorium.

Sel surya yang banyak digunakan sekarang ini adalah sel surya berbasis teknologi silikon yang merupakan hasil dari perkembangan pesat dari teknologi semikonduktor elektronik. Walaupun sel surya sekarang didominasi oleh bahan silikon, namun mahalnya biaya produksi silikon membuat biaya konsumsinya lebih mahal daripada sumber energi fosil. Selain itu kekurangan dari solar cell silikon adalah penggunaan bahan kimia berbahaya pada proses fabrikasinya.

Seiring dengan berkembangnya nanoteknologi, muncul sel surya generasi terbaru, yaitu DSSC (dye sensitized solar cells). DSSC tidak memerlukan material yang memiliki kemurnian tinggi sehingga biaya produksinya relatif lebih rendah. DSSC bekerja berdasarkan photoelectrochemical, dimana proses absorbsi cahaya dilakukan oleh molekul dye dan proses pemisahan muatan oleh bahan inorganik semikonduktor yaitu TiO2. DSSC ini di pertama kali diperkenalkan oleh Gratzel pada tahun 1991 yang menjadi alternatif yang menarik pada perkembangan fotovoltaik karena rendahnya harga produksi, macam-macam substrat yang bisa digunakan, dan ramah lingkungan dalam fabrikasinya. Meskipun sel surya ini masih memiliki masalah besar dalam hal efisiensi dan usia aktif sel yang terlalu singkat, sel surya jenis ini akan memberi pengaruh besar dalam beberapa tahun ke depan mengingat harga dan proses pembuatannya yang sangat murah (esdm.go.id)

DSSC dengan substrat plastik masih belum bisa mengalahkan efisiensi yang dihasilkan dari DSSC kaca karena beberapa alasan diantaranya yaitu pasta TiO2 yang digunakan sebagai elektroda kerja. DSSC fleksibel menggunkan pasta untuk


(14)

3

TiO2 dan meningkatnya resistivitas elektrik. Untuk proses temperatur rendah, menurunya adhesi film TiO2 dengan substrat dan lemahnya kontak elektrik partikel-partikel TiO2 menjadi kesulitan lain katika menggunakan substrat plastik. Walaupun DSSC fleksibel masih belum bisa mengalahkan efisiensi yang dihasilkan dari DSSC kaca namun DSSC dengan substrat plastik lebih unggul dalam penggunaanya karena memiliki katahanan cahaya dan fleksibilitas yang baik (Hashita C, et.al 2012) serta aplikasi yang lebih luas, suhu proses fabrikasi rendah (<150˚C), dan mudah diproduksi secara massal atau dalam skala industri menggunakan sistem roll to roll (M.Byranvand, A.Kharat, 2010)

Fotoelektroda pada DSSC merupakan lapisan inorganik semikonduktor berstruktur nano pori dan merupakan komponen kunci dalam proses kinerja sel surya. Lapisan fotoelektroda memiliki fungsi sebagai pengumpul pewarna, media transport arus foton dan sebagai membran berpori untuk proses difusi pasangan redoks (Longo.C dkk, 2003). Ada beberapa persyaratan untuk bahan fotoelektroda; (1) Untuk memaksimalkan pemanenan cahaya, material fotoelektroda. Harus memiliki sifat optik yang baik dan luas permukaan yang cukup tinggi untuk penyerapan dye; (2) Untuk memudahkan injeksi elektron, tingkat energi dari material fotoelektroda harus sesuai dengan molekul dye yang tereksitasi; (3) Untuk mengumpulkan elektron secara efisien, bahan fotoelektroda harus memiliki mobilitas pembawa muatan yang tinggi. (4) Material fotoelektroda harus mudah disintesis, stabil, murah dan ramah lingkungan (Wien. 2011).

Titanium Dioksida (TiO2) merupakan semikonduktor yang memiliki bandgap lebar dan umumnya besifat inert, non toxic, murah, dan memiliki karakteristik optik yang baik (M. Gratzel, 2003). TiO2 banyak dibuat dalam variasi bentuk seperti serbuk nano, koloid, lapisan tipis, untuk aplikasi llingkungan dari mulai deoderization hingga purifkasi udara dan air. Selain TiO2 yang digunakan sebagai fotoelektroda ada material lain yang juga sering dijadikan sebagai bahan semikonduktor untuk DSSC antara lain ZnO, CdSe, CdS, WO3, Fe2O3, SnO2, dan Nb2O5. Namun TiO2 masih menjadi material yang sering digunakan karena efisiensi DSSC menggunakan TiO2 lebih tinggi dari yang lainnya.Sifat dan karakteristik material TiO2, seperti struktur, morfologi serta sifat


(15)

4

optik dan listrik sebagai material semikonduktor sangat mempengaruhi karakteristik sel surya berbasis dye-sensitized.

Banyak penelitian telah dilakukan untuk meningkatkan kinerja DSSC seperti elektrolit padat, pensitesis baru, katalis baru, dan film transparan dengan tahanan lebih rendah. Pengendapan lapisan adalah strategi yang sering digunakan untuk meningkatkan efisiensi yaitu dengan melapisi elektroda kerja dengan dua bahan yang berbeda potensi pita konduksinya yaitu TiO2 reflektor sebagai lapisan penghambur cahaya dilapisi di atas lapisan fotoelektroda. TiO2 reflektor sebagai penghambur cahaya tampak yang sangat rendah, sehingga sebagian besar cahaya yang terkena DSSC bertransmisi melalui TiO2 tanpa berinteraksi dengan dye sensitizer. Lapisan hamburan berbagai struktur, termasuk pusat hamburan dan lapisan atas hamburan, sudah secara efektif digunakan untuk meningkatkan light

harvesting (mengumpulkan cahaya) yang semua itu untuk meningkatkan efisiensi

sel surya (S. Hore, et al. 2011 dan 2006). Menurut teori Mie ( H.C. ven de Hulst. 1957) partikel yang digunakan untuk hamburan cahaya harus memiliki ukuran besar. Hasil dari simulasi komputer menunjukkan penggunaan partikel TiO2 yang lebih besar sebagai pusat hamburan dicampur dalam kumpulan TiO2 yang mengandung 20-50 nm partikel menyebabkan peningkatan efisiensi DSSC. Oleh karena itu, dapat meningkatkan light harvesting di lapisan TiO2 dan meningkatkan keseluruhan efisiensi DSSC (J. Ferber, et al. 1998). Oleh karena itu pada penelitian ini dengan menambahkan TiO2 partikel sebagai light scattering atau penghambur cahaya pada pasta TiO2 untuk apilkasi proses fabrikasi temperatur rendah adalah salah satu cara yang menjanjikan untuk menaikan kinerja dari DSSC dan karakterisasi dari penambahan TiO2 partikel ini akan dihasilkan dalam aplikasi DSSC fleksibel.

Pada bahan TiO2 komersil seperti Solaronix dan Dyesol terdapat data yang menyatakan bahwa bahan berstruktur kristal anatase namun untuk mengatahui bagaimana bahan ini bisa bersifat anatase, penelitian ini melakukan pengujian sifat kristalin untuk mengetahui struktur dan ukuran kristalin serbuk TiO2 pada fasa anatase, Scanning Electron Microscopy (SEM) diharapkan untuk meneliti


(16)

5

struktur morfologi permukaan film TiO2 yang mesoporous serta pengujian karakterisasi listrik untuk mengatahui unjuk kerja pada aplikasinya untuk DSSC. B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana karakteristik pasta TiO2 yang dipreparasi pada temperatur rendah dari bahan TiO2 Solaronix dan Dyesol

2. Bagaimana pengaruh dari penambahan TiO2 reflektor (TiO2 Dyesol reflektor) pada pasta Solaronix dan Dyesol terhadap unjuk kerja DSSC.

C. Batasan Masalah

Karakterisasi TiO2 yang dilakukan meliputi karakterisasi struktur dan ukuran kristal bubuk TiO2 dengan menggunakan X-Ray Diffractometer (XRD) dan karakterisasi morfologi distribusi nanopori partikel dari lapisan TiO2 yang dipanaskan pada suhu sinter 120˚C dengan Scanning Elektron Microscopy (SEM).

Sifat listrik dari DSSC dihasilkan dari kurva I-V yang menghasilkan variabel terukur yaitu tegangan sirkuit terbuka (Voc), arus hubungan pendek (Isc), tegangan maksimum (Vm), dan arus maksimum (Im). Dari paramater terukur yang diperoleh didapat hasil unjuk kerja yaitu daya maksimum (Pm), fill factor (FF), dan efisiensi (�).

D. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini berdarsarkan rumusan masalah, yaitu memperoleh gambaran tentang karaterisasi bubuk TiO2 dari produk komersial Solaronix dan Dyesol serta mengidentifikasi pengaruh TiO2 reflektor sebagai penghambur cahaya dalam kandungan TiO2 nanopartikel (pasta Solaronix dan Dyesol) untuk meningkatkan efisiensi DSSC.

E. Manfaat penelitian

Manfaat penelitian ini adalah memberikan informasi tentang bagaimana karakteristik pasta TiO2 untuk aplikasi DSSC fleksibel dan mengatahui pengaruh penambahan TiO2 reflektor pada pasta TiO2 yang telah dipreparasi terhadap unjuk


(17)

6

kerja DSSC fleksibel. Teknologi pembuatan DSSC fleksibel yang dikembangkan di penelitian ini bisa menjadi acuan untuk penelitian lebih lanjut sehingga menghasilkan sel surya yang mempunyai efisiensisi lebih baik.

F. Struktur Organisasi Skripsi

Pada penulisan skripsi ini, urutan penulisan dari satiap bab adalah sebagai berikut:

1. Bab I menjelaskan latar belakang yang menerangkan mengapa penelitian dilakukan berdasarkan temuan penelitian sebelumnya dan pendekatan untuk mengatasi masalah tersebut, satelah itu rumusan masalah yang mengidentifikasi masalah yang akan diteliti, kemudian tujuan dari penelitian, manfaat penelitian, dan struktur penulisan skripsi.

2. Bab II menjelaskan landasan teoretik dalam menyusun pertanyaan penelitian dimulai dari teori energi matahari, penjelasan secara umum sel surya silikon dan kemudian DSSC yang terakhir menjelaskan DSSC fleksibel serta kedudukan dari penelitian ini berkaitan dengan masalah yang sedang diteliti.

3. Bab III menjabarkan matode penelitian secara rinci yaitu lokasi penelitian, desain penelitian, alat-alat penelitian, preparasi DSSC, proses assembly DSSC, sampai uji karakterisasi hasil.

4. Bab IV membahas hasil penelitian dan memaparkanya. Pengolahan data dilakukan berdasarkan prosedur penelitian kuantitatif sesuai dengan desain penelititan. Uji hipotesis dilakukan sebagai bagian dari analisis data yang didapat dari hasil uji XRD, uji SEM, dan karakterisasi I-V.

5. Bab V menyajikan kesimpulan atau penafsiran dan permaknaan terhadap hasil analisis temuan penelitian yang menjawab rumusan masalah penelitian. Saran yang ditulis ditujukan kepada para pengguna hasil penelitian yang bersangkutan.


(18)

29

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Pada penelitian ini metode yang digunakan peneliti adalah metode eksperimen. Material yang digunakan berupa pasta TiO2 produksi Solaronix, bubuk Dyesol tipe DSL 18NR-AO, bubuk TiO2 Dyesol reflektor tipe WER2-O sebagai lapisan penghambur (scattering layer). Penamaan pasta dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Eksperimen ini termasuk : (1) preparasi pasta sampel B; (2) preparasi pasta sampel C; (3) preparasi sampel D yang dilakukan dengan metode pencampuran pelarut; (4) proses assembly DSSC dengan menempelkan elektroda kerja dengan elektroda lawan dengan plastik sealing. Teknik deposisi elektroda kerja pasta TiO2 menggunakan metode doctor blade dan lapisan elektroda lawan platina dengan teknik sputtering.

Tabel 3.1 Pembagian nama sampel berdasarkan jenis TiO2 yang digunakan

Nama sampel Pasta

A TiO2 Solaronix B TiO2 Dyesol

C TiO2 Solaronix + Dyesol reflektor D TiO2 Dyesol + Dyesol Reflektor

B. Waktu dan Tempat Penelitian Skripsi

Waktu pelaksanaan : Februari 2013 – Mei 2013 Tempat pelaksanaan : PPET - LIPI

Komplek LIPI Gedung 20

Jalan Sangkuriang Bandung 40135 C. Desain penelitian


(19)

30

Gambar 3.1. Sistematika desain penelitian

D. Alat dan Bahan

Pada pembuatan pasta alat dan bahan yang digunakan adalah: Bahan bahan:

1. TiO2 pasta Solaronix 12151

2. Bubuk TiO2 Dyesol tipe DSL 18NR-AO 3. Bubuk TiO2 Dyesol tipe WER2-O Reflector 4. HCl

5. Triton 6. Ethanol 7. Aquades Peralatan : 1. Cawan petri 2. Gelas kimia 3. Pipet

studi pustaka : literatur cetak internet

proses pembuatan pasta TiO2 dan fabrikasi DSSC

karakterisasi nanokristal TiO2dan

DSSC pengolahan data


(20)

31

4. Stiring plate

Adapun alat dan bahan yang diperlukan dalam pembuatan DSSC fleksibel: Bahan- bahan

1. Isopropanol Analysis (IPA)

2. Ruthenium Complex N719 (Dyesol) 3. Platina

4. Larutan Elektrolit (tipe HSE DyeSol) 5. Pasta TiO2 sampel A, B, C, dan D

Alat- alat

1. Glass rod (batang pengaduk)

2. ITO-PET (Sigma-Aldrich) 3. Plastik sealing

4. Scotch tape

5. Coveyor belt furnace (tungku listrik)

6. Oven

7. Multimeter digital 8. Penjepit klip 9. Alat sputtering 10.Tissu anti debu 11.Pembersih ultrasonik

Peralatan Analisis

1. Alat SEM (Scanning Electron Microscope) 2. Alat pengukur I-V (sun simulator type) 3. XRD

E. Preparasi komponen DSSC


(21)

32

Gambar 3.2. Alur tahap pembuatan DSSC Preparasi pasta

TiO2

Deposisi TiO2 ke ITO

Sintering TiO2 pada pada suhu sinter 120˚C

Absorbsi larutan dye ke lapisan TiO2

Pembuatan struktur sandwich elektroda TiO2 dan counter elektroda

Pengisian elektrolit pada ruang antar 2 elektroda Preparasi larutan

dye

Sputtering counter elektroda Platina

Karaktrisasi Sel surya Preparasi Substrat

Karakterisasi Film TiO2

berhasil tidak

tidak

DSSC


(22)

33

1. Preparasi Pasta TiO2

Lapisan TiO2 yang dideposisikan merupakan lapisan film tebal sehingga bentuk TiO2 harus dipreparasi dalam bentuk pasta. Pasta TiO2 yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan bahan-bahan yang tersedia adalah jenis pasta Solaronix, bubuk TiO2 dyeSol jenis 18NR-AO, dan campuran dengan bubuk TiO2 Dyesol reflektor jenis WER2-O.

Oleh karena itu dibuat pasta untuk temperatur rendah yaitu dengan prosedur sebagai berikut :

a. Preparasi pasta A di siapkan dari bahan Solaronix yang tersedia dalam bentuk pasta untuk proses fabrikasi temperatur rendah.

b. Pada pembuatan pasta sampel B dengan bubuk TiO2 dyesol 1 g dicampur dengan 5 mL ethanol diaduk menggunakan stiring plate. Tambahkan HCl 1 mL kedalam campuran dan triton sebanyak 0.05 mL sambil tetap diaduk selama kurang lebih 12 jam kemudian pasta dipanaskan pada 100˚C selama sekitar 2 jam.

c. Pencampuran pasta C dengan perbandingan 10:1; pasta solaronix 1 g dicampur dengan 0.1 gram bubuk TiO2 Dyesol Reflektor kemudian diaduk di dalam mortal dengan ditambahkan 0.1 mL ethanol

Gambar 3.3. Preparasi bubuk TiO2 (a) dyeSol jenis 18NR-AO, (b) Dyesol reflektor jenis WER2-O.


(23)

34

Gambar 3.4. Pencampuran pasta sampel C di atas Mortal

d. Pencampuran Pasta sampel D dibuat dengan perbandingan 10:1 TiO2 Dyesol 0.5 g dicampur dengan TiO2 Reflektor 0.05 g diaduk dengan pelarut ethanol 3 mL di atas stiring plate, kemudian ditambahkan HCl sebanyak 1 mL dan triton 0.05 mL kedalam campuran yang sedang di aduk, biarkan adukan selama kurang lebih 12 jam. Setelah itu pasta dipanaskan pada 100˚C sambil terus diaduk selama sekitar 2 jam.

Gambar 3.5. Alur pembuatan pasta TiO2 Bubuk TiO2 + ethanol

Pasta TiO2 cair HCl

Diaduk selama 1 jam

Diaduk selama 12 jam

Triton

Pasta TiO2 Diaduk sambil dipanaskan


(24)

35

Gambar 3.6. Proses pembuatan pasta TiO2

a. Serbuk TiO2 b. Penambahan pelarut

c. Pemanasan d. diaduk di atas

stiring plate


(25)

36

2. Larutan dye

Jenis dye yang dipakai adalah jenis ruthenium complex Ruthenizer 535-bisTBA atau yang biasa dikenal N719 memiliki lebar band-gap semikonduktor oksida yang kepekaanya sangat efisien, seperti titanium dioksida, sampai dengan panjang gelombang 750 nm.

Pewarna N719 sejauh ini adalah salah satu sensitizer yang paling efisien dalam Sel Surya Dye. (Dyesol catalog, 2010).

Gambar 3.7. (a) Spektrum UV-Vis dan (b) Struktur senyawa Ruthenium Complex N719 (Dyesol Catalog, 2010)

3. Preparasi elektroda lawan platina

Platina yang digunakan sebagai target dimasukan kedalam chamber sputtering yang setelah itu divakum kemudian dimasukan gas argon, ion argon menumbuk platina sehingga target mengeluarkan atom atom yang akan menuju ke substrat ITO-PET konduktif.

Chamber sputtering disiapkan dengan sistem sputtering tekanan dasar 4,4 x 10-3 torr dan tekanan gas argon 4 x 10-3 torr dengan daya 50 watt, waktu sputtering 20 menit.


(26)

37

Gambar 3.8. Hasil Sputtering elektroda lawan Pt

F. Proses Assembly DSSC

Setelah masing-masing komponen disiapkan kemudian dilakukan assembly untuk membuat sel surya, dengan langkah langkah berikut :

1. Substrat plastik ITO-PET dipotong dengan ukuran 2 x 2 cm dicuci menggunkan aquades dan isopropanol (IPA) kemudian dibentuk tempat untuk deposisi TiO2 dengan bantuan Scotch tape pada bagian konduktifnya sehingga terbentuk area sebesar 1 x 1 cm dengan ilustrasi sebagai berikut :

Gambar 3.9. Ilustrasi skema area deposisi pasta TiO2

2. Pasta TiO2 dideposisikan di atas daerah yang telah dibuat pada plastik konduktif dengan metode doctor blade printing yaitu dengan bantuan batang pengaduk untuk meratakan pasta. Kemudian TiO2 yang sudah di dideposisi dan dikeringkan dengan suhu ruang kurang lebih selama 5 menit.

2 cm

2 cm 1 cm


(27)

38

Gambar 3.10. Proses deposisi TiO2 dengan doctor blade

3. Sampel dipanaskan (sintering) di tungku listrik dengan suhu 120o C selama 4 jam.

4. Lapisan yang sudah dipanaskan kemudian direndam dengan larutan dye selama 24 jam. TiO2 yang sudah diberi dye akan berwarna merah keungu-unguan.

Gambar 3.11. (a) Proses pewarnaan dengan larutan dye, (b) Hasil pewarnaan (a)


(28)

39

5. Counter elektroda platina kemudian diletakan di atas lapisan TiO2 dengan struktur sandwich dimana pada masing-masing ujung disisakan sebesar 0,2 cm untuk kontak elektrik. Kemudian agar struktur selnya rekat stabil dilem dengan plastik sealing dan dibantu kaca prepalat agar lebih erat dan dijepit dengan klip pada kedua sisi kemudian dipanaskan di oven selama 5 menit dengan suhu 100o C.

Gambar 3.12. Sel setelah assambling

6. Larutan elektrolit kemudian diteteskan kira-kira sebanyak 2 tetes kepada ruang antara kedua elektroda dan sel surya siap untuk dikarakterisasi.

Gambar 3.13. (a) Proses pengisian larutan elektrolit, (b) sel yang sudah ditetesi larutan elektrolit dan siap diuji

G. Karakterisasi

Karakterisasi pada DSSC yang telah dibuat dilakukan pengujian tehadap karakteristik nc-TiO2 dan setelah itu menguji adanya arus dan tegangan

1. Pengujian kristalin TiO2


(29)

40

Struktur kristal TiO2 dianalisa dengan X-Ray Diffractometer menggunakan Philips Analytical X-Ray pada rentang sudut 2� 10o – 90o. Persamaan Scheerer digunakan untuk menghitung ukuran kristal dari TiO2 (Han et al.2003; Abdullah. 2009).

=

������

(3.1) Dengan D adalah ukuran kristal, k adalah konstanta yang bernilai 0,89, � adalah panjang gelombang Bragg, � adalah nilai FWHM (Full-Width Half Maksimum), dan � adalah sudut Bragg.

XRD dilakukan untuk mengetahui struktur kristal TiO2 dan besarnya ukuran kristalit yang selanjutnya akan dibandingkan dengan besar partikel TiO2. Pengujian XRD dilakukan di Laboraturium XRD Program Studi Teknik Metalurgi, ITB.

2. Karakterisasi morfologi lapisan TiO2

SEM (Scaning Electron Microscopy) digunakan untuk menganalisis struktur morfologi dari sampel TiO2. Pengujian SEM dilakukan menggunakan JEOL JSM 6510LA yang dioperasikan pada tegangan 15 kV di gedung Basic Science A ITB.

3. Sifat listrik DSSC

Karakteristik kurva I-V dilakukan untuk melihat sifat listrik DSSC yang telah dibuat. Pengujian yang dilakukan yaitu pengujian menggunakan Sun Simulator Oriel AM 1,5 dengan intensitas cahaya 50 mW cm-2. Arus hubungan pendek (Isc), tegangan rangkaian terbuka (Voc), daya maksimum (Pm), dan efisiensi dapat dihasilkan.


(30)

52

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa

1. Hasil karakterisasi XRD terhadap ketiga bahan TiO2 yang membuktikan bahwa pasta ini mempunyai fase anatase ukuran kristalit.

2. Karakterisasi morfologi lapisan TiO2 menyatakan distribusi partikel sampel B lebih banyak pori dibanding sampel A, setelah dicampur dengan TiO2 reflektor ukuran partikel besar terlihat jelas.

3. Hasil karakterisasi I-V DSSC yang telah dibuat dari pasta solaronix menghasilkan efisiensi sebesar 0,037% sedangkan DSSC yang dibuat dengan pasta dyesol menghasilkan efisiensi yang lebih besar yaitu 0,095%. Setelah penambahan dengan TiO2 reflektor hasil efisiensi menjadi kebalikanya. Pasta TiO2 solaronix + TiO2 reflektor menghasilkan efisiensi yang lebih baik sebesar 0,166% dan pasta Dyesol +TiO2 reflektor sebesar 0,135%. Hal ini membuktikan bahwa dengan penambahan dari TiO2 reflektor tipe WER2-O sebagai penghalang dapat menaikan efisiensi DSSC fleksibel.

B. Saran

Adapun saran dalam penelitian ini adalah perlu karakteristik untuk mengetahui sifat optik dari lapisan TiO2 yang mampu mengindikasikan jumlah foton yang diserap oleh partikel TiO2 yang dapat menunjukan lebar pita energi dari TiO2.

Perlunya pengkajian lebih dalam mengenai pengaruh campuran TiO2 reflektor dengan TiO2 nanopartikel sebagai lapisan penghalang yang optimum dimana komposisi TiO2 nanopartikel dan TiO2 reflektor yang lebih bervariasi agar seberapa banyak komposisi campuran TiO2 yang paling baik dalam aplikasi DSSC fleksibel.


(31)

53

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah. M, (2009). Pengantar Nanosains. Penerbit ITB: Bandung

C. Silvia, E. C. Mauricio and M. Hernán. (2010). “Photon Management in Dye

Sensitized Solar Cells”. Solar Energy. Tidak dicantumkan, 432.

Chuen-Shii Chou, Ming-Geng Guo, Kuan-Hung Liu, Yi-Siang Chen. (2012).

“Preparation of TiO2 Particles and Their Application in the Light Scattering Layer of Dye-Sensitized Solar Cell”. Journal Applied Energy. 92, 224-233.

David Martineau. (2012). “The Assembly Guide for Making Your Own Solar Cells” SOLARONIX DYE SOLAR CELLS FOR REAL. [Online]. Tersedia:

http://www.solaronix.com/documents/dye_solar_cells_for_real.pdf

Dyesol Catalog. (2010). “Global Leaders in Dye Solar Cell Technology”.

[Online]. Tersedia: http://www.dyesol.com

Ekasari. V, Yudoyono. G. (2013). “Fabrikasi DSSC dengan Dye Ekstrak Jahe

Merah (Zingiber Officinale Linn Va. Rubrum) Variasi Larutan TiO2

Nanopartikel Berfase Anatase dengan Teknik Pelapisan Spin Coating”.

Jurnal Sains dan Seni Pomits, 2, (1), 2337-3520.

Han. H, Zan. L, Zhong. J, Zhang. L, Zhao. X. (2004). “The Preparation of High -Surface-Area Nanocrystalline TiO2 Films Using Easy-Reggregration Particles in Solution. Material Science and Engineering B, 110, 227-232. Handini. W. (2008). Perfoma Sel Surya DSSC. Skripsi sarjana pada FT UI

Jakarta: tidak diterbitkan.

Hashita. C. W, Fuzhi Huang, Yi-Bing Cheng. (2012). “Fabrication of Flexible

Dye Sensitized Solar Cells on Plastic Substrates”. Journal Nano Energy, 2,

174-189.

Hsiou-Hsuan Wang, Chaochin Su, Chung-Ying Wu, Hon-Bin Tsai, Chung-yen Li, Wen-Ren Li. (2012). “Preparation of Composite Light-Scattering Layer for Dye-Sensitized Solar Cells”. Journal Thin Solid Films. 529, 15-18.

http://www.chem-is-try.org/artikel kimia/kimia material/fotokatalis pada permukaan tio2/diakses 11 Januari 2013


(32)

54

http://www.esdm.go.id/berita/artikel/56-artikel/4034-solar-cell-sumber-energiterbarukan-masa-depan-.html. diakses pada 12 Juni 2013.

J. Ferber, J. Luther. (1998). “Computer Simulation Of Light Scattering And

Absorption In Dye-Sensitized Solar Cells”. Solar Energy Material Solar Cells. 54, (1-4), 265-275.

J. Halme. (2002). “Dye sensitized Nanostructured and Organic Photovoltaic Cells

: technical review and preeliminary test”. Master Thesis of Helsinki University of Technology.

K.Takechi, R.Muszynski and P.V.Kamat. (2007). “Fabrication procedure of dye

-sensitized solar cells”. (tidak dicantumkan).

Kalyanasundaram, K., Grätzel, M. (1998). “Applications of functionalized

transition metal complexes in photonic and optoelectronic devices”.

Coordination Chemistry Reviews, 177, 347-414.

L. Muliani, T.M.S. Soegandi, Y. Taryana. (2009). “Pengaruh Ketebalan

nanocrystalline Titanium Dioksida (nc-TiO2) terhadap Karakterisitik I-V

Dye Sel Surya”. Jurnal Elektronika dan Telekomunikasi, 9, (2), 33-37.

L. Retnaningsih, L. Muliani, G. Wiranto. (2013). “Characterization of Dye

Sensitized Solar Cell (DSSC) which used TiO2 Scattering Layer”. Jurnal

Elektronika dan Telekomunikasi.

M. Byranvand., A.Kharat, (2010),” Fabrication and Investigation of Flexible dye

sensitized nanocrystalline solar cell utilizing natural sensitizer operated with

gold coated counter electrode” .DigestJournal of Nanomaterial and Biostructures, 5, (3), 645-650.

M. Gratzel. (2003). “Dye-sensitized solar cell” Journal of Photochemistry and Photobiology C,4, 145.

M. H. Habibi, N. Talebian, J. H. Choi, (2007). “The effect of annealing on

photocatalytic properties of nanostructured titanium dioxide thin films”. Dye and Pigments, 73, 103 – 110.

M. Hamadanian, H. Sayahi, A. R. Zolfagharici. (2012). “Effect of Large TiO2

Nanoparticles to Improve the Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cell”.


(33)

55

M. M. Hasan, A. S. M. A. Haseeb, R. Saidur, and H. H. Majuki, (2007). “Effect of annealing treatment on optical properties of anatase TiO2 thin films”, ppp

Fund Project, No: Ps 051/B.

Nam-Gyu Park. (2010). “ Methodes to Improve Light Harvesting Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cells”. Journal of Electrochemical Science and Technology. 1, (2), 69-74.

Nasori, Gatut. Y, Endarko, A. Rubiyanto. (2012). “ Pengembangan dan Fabrikasi

Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Berbasis Jahe Merah dengan Metode

Deposisi Spin Coating dan Doctor Blade”. Seminar Nasional Quantum 2012, Pendidikan Fisika UAD, tidak dicantumka, 110-113.

Quan. V. A. (2006). “Degradation of the solar cell dye sensitizer N719 Preliminary building of dye-sensitized solar cell”. Master thesis Department of Life Sciences and Chemistry Roskilde University: tidak diterbitkan.

R. Sastrawan. (2006). “Photovoltaic modules of dye solar cells”. Disertasi University of Freiburg.

Rusdiana,D. (2007). “Pembuatan film tipis semikonduktor dengan teknik PVD”.

[Online].Tersedia:

http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/196810151994 031DADI_RUSDIANA/Pembuatan_film_tipis_Semikonduktor_dengan_tek nik_PVD_%5BCompatibility_Mode%5D.pdf

S. Hore, C. Vetter, R. Kern, H. Smit, A. Hinsch, Sol. (2006). “Influence of scattering layers on efficiency of dye-sensitized solar cells. Solar Energy

Material and Solar Cells, 90, 1176-1188.

S. Wilman, F. Dimas, A. Mega. (2007). “Pembuatan Prototipe Solar Cell Murah dengan Bahan Organik-Inorganik (Dye-sensitized Solar Cell)”. Laporan akhir penelitian bidang energi penghargaan pt. Rekayasa industri.

Sastrohamidjojo. H. ( 1991).”Spektroskopi. Yogyakarta.: Liberty

SOLARONIX Catalog. (2012). ” Specialty Chemicals & Components Dye Solar

Cells & Modules Solar Testing Equipment Industry Supply &

Consultation”.[Online].Tersedia:


(34)

56

Subodro. R, Ramelan. A. H. (2012). “Sintesis Titanium Dioxide (TiO2) untuk Dye

Sensitized Solar Cell (DSSC)”. Politekniksains Edisi Khusus Dies Natalis,

tidak dicantumkan.

Timuda. G. E, Maddu. A, Irmansyah, Widiyatmoko. B. (2010). “Sintesis Partikel

Nanocrystalline TiO2 untuk Aplikasi Sel Surya Menggunakan Metode

Sonokimia”. Prosiding Pertemuan Ilmiah, XXIV, 104-109.

U. Opara Krasovec, M. Berginc, M.Hocevar, M. Topi. (2009). “Unique TiO2 paste for high efficiency dye-sensitized solar cells”. Solar Energy Material & Solar Cells, 93, 379-381.

Usami, A. (1997). “Theoretical study of application of multiple scattering of light

to a dyesensitized nanocrystalline photoelectrochemical cell”. Chemical Physics Letters. 277, (1-3), 105-108.

Wei Zhang (2011). “Fabrication of Dye Sensitized Solar Cells with Enhanced Energy Conversion Efficiency”. Thesis of M.Sci, National University of

Singapore.

World energy report, (2005). RWE Group, http:/www.rwe.com

Z. Wang, H. Kawauchi, T. Kashima, H. Arakawa, Coord. (2004). “Significant influence of TiO2 photoelectrode morphology on the energy conversion efficiency of N719 dye-sensitized solar cell”. Chem. Rev, 248, 1381-1389.

Zang. H, Banfield. J.F. (2000). “Understanding Polymorphic Phase

Transformation Behavior during Growth of Nanocrystalline Aggrerates:


(1)

Struktur kristal TiO2 dianalisa dengan X-Ray Diffractometer menggunakan

Philips Analytical X-Ray pada rentang sudut 2� 10o – 90o. Persamaan Scheerer digunakan untuk menghitung ukuran kristal dari TiO2 (Han et

al.2003; Abdullah. 2009).

=

������

(3.1)

Dengan D adalah ukuran kristal, k adalah konstanta yang bernilai 0,89, � adalah panjang gelombang Bragg, � adalah nilai FWHM (Full-Width Half Maksimum), dan � adalah sudut Bragg.

XRD dilakukan untuk mengetahui struktur kristal TiO2 dan besarnya ukuran

kristalit yang selanjutnya akan dibandingkan dengan besar partikel TiO2.

Pengujian XRD dilakukan di Laboraturium XRD Program Studi Teknik Metalurgi, ITB.

2. Karakterisasi morfologi lapisan TiO2

SEM (Scaning Electron Microscopy) digunakan untuk menganalisis struktur morfologi dari sampel TiO2. Pengujian SEM dilakukan menggunakan JEOL

JSM 6510LA yang dioperasikan pada tegangan 15 kV di gedung Basic Science A ITB.

3. Sifat listrik DSSC

Karakteristik kurva I-V dilakukan untuk melihat sifat listrik DSSC yang telah dibuat. Pengujian yang dilakukan yaitu pengujian menggunakan Sun Simulator Oriel AM 1,5 dengan intensitas cahaya 50 mW cm-2. Arus hubungan pendek (Isc), tegangan rangkaian terbuka (Voc), daya maksimum (Pm), dan efisiensi dapat dihasilkan.


(2)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa

1. Hasil karakterisasi XRD terhadap ketiga bahan TiO2 yang membuktikan

bahwa pasta ini mempunyai fase anatase ukuran kristalit.

2. Karakterisasi morfologi lapisan TiO2 menyatakan distribusi partikel sampel B

lebih banyak pori dibanding sampel A, setelah dicampur dengan TiO2

reflektor ukuran partikel besar terlihat jelas.

3. Hasil karakterisasi I-V DSSC yang telah dibuat dari pasta solaronix menghasilkan efisiensi sebesar 0,037% sedangkan DSSC yang dibuat dengan pasta dyesol menghasilkan efisiensi yang lebih besar yaitu 0,095%. Setelah penambahan dengan TiO2 reflektor hasil efisiensi menjadi kebalikanya. Pasta

TiO2 solaronix + TiO2 reflektor menghasilkan efisiensi yang lebih baik

sebesar 0,166% dan pasta Dyesol +TiO2 reflektor sebesar 0,135%. Hal ini

membuktikan bahwa dengan penambahan dari TiO2 reflektor tipe WER2-O

sebagai penghalang dapat menaikan efisiensi DSSC fleksibel.

B. Saran

Adapun saran dalam penelitian ini adalah perlu karakteristik untuk mengetahui sifat optik dari lapisan TiO2 yang mampu mengindikasikan jumlah

foton yang diserap oleh partikel TiO2 yang dapat menunjukan lebar pita energi

dari TiO2.

Perlunya pengkajian lebih dalam mengenai pengaruh campuran TiO2

reflektor dengan TiO2 nanopartikel sebagai lapisan penghalang yang optimum

dimana komposisi TiO2 nanopartikel dan TiO2 reflektor yang lebih bervariasi agar

seberapa banyak komposisi campuran TiO2 yang paling baik dalam aplikasi


(3)

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah. M, (2009). Pengantar Nanosains. Penerbit ITB: Bandung

C. Silvia, E. C. Mauricio and M. Hernán. (2010). “Photon Management in Dye

Sensitized Solar Cells”. Solar Energy. Tidak dicantumkan, 432.

Chuen-Shii Chou, Ming-Geng Guo, Kuan-Hung Liu, Yi-Siang Chen. (2012).

“Preparation of TiO2 Particles and Their Application in the Light Scattering

Layer of Dye-Sensitized Solar Cell”. Journal Applied Energy. 92, 224-233. David Martineau. (2012). “The Assembly Guide for Making Your Own Solar

Cells” SOLARONIX DYE SOLAR CELLS FOR REAL. [Online]. Tersedia:

http://www.solaronix.com/documents/dye_solar_cells_for_real.pdf

Dyesol Catalog. (2010). “Global Leaders in Dye Solar Cell Technology”.

[Online]. Tersedia: http://www.dyesol.com

Ekasari. V, Yudoyono. G. (2013). “Fabrikasi DSSC dengan Dye Ekstrak Jahe

Merah (Zingiber Officinale Linn Va. Rubrum) Variasi Larutan TiO2

Nanopartikel Berfase Anatase dengan Teknik Pelapisan Spin Coating”. Jurnal Sains dan Seni Pomits, 2, (1), 2337-3520.

Han. H, Zan. L, Zhong. J, Zhang. L, Zhao. X. (2004). “The Preparation of High -Surface-Area Nanocrystalline TiO2 Films Using Easy-Reggregration

Particles in Solution. Material Science and Engineering B, 110, 227-232. Handini. W. (2008). Perfoma Sel Surya DSSC. Skripsi sarjana pada FT UI

Jakarta: tidak diterbitkan.

Hashita. C. W, Fuzhi Huang, Yi-Bing Cheng. (2012). “Fabrication of Flexible

Dye Sensitized Solar Cells on Plastic Substrates”. Journal Nano Energy, 2,

174-189.

Hsiou-Hsuan Wang, Chaochin Su, Chung-Ying Wu, Hon-Bin Tsai, Chung-yen Li, Wen-Ren Li. (2012). “Preparation of Composite Light-Scattering Layer for Dye-Sensitized Solar Cells”. Journal Thin Solid Films. 529, 15-18.

http://www.chem-is-try.org/artikel kimia/kimia material/fotokatalis pada permukaan tio2/diakses 11 Januari 2013


(4)

http://www.esdm.go.id/berita/artikel/56-artikel/4034-solar-cell-sumber-energiterbarukan-masa-depan-.html. diakses pada 12 Juni 2013.

J. Ferber, J. Luther. (1998). “Computer Simulation Of Light Scattering And

Absorption In Dye-Sensitized Solar Cells”. Solar Energy Material Solar Cells. 54, (1-4), 265-275.

J. Halme. (2002). “Dye sensitized Nanostructured and Organic Photovoltaic Cells

: technical review and preeliminary test”. Master Thesis of Helsinki University of Technology.

K.Takechi, R.Muszynski and P.V.Kamat. (2007). “Fabrication procedure of dye

-sensitized solar cells”. (tidak dicantumkan).

Kalyanasundaram, K., Grätzel, M. (1998). “Applications of functionalized

transition metal complexes in photonic and optoelectronic devices”. Coordination Chemistry Reviews, 177, 347-414.

L. Muliani, T.M.S. Soegandi, Y. Taryana. (2009). “Pengaruh Ketebalan nanocrystalline Titanium Dioksida (nc-TiO2) terhadap Karakterisitik I-V

Dye Sel Surya”. Jurnal Elektronika dan Telekomunikasi, 9, (2), 33-37. L. Retnaningsih, L. Muliani, G. Wiranto. (2013). “Characterization of Dye

Sensitized Solar Cell (DSSC) which used TiO2 Scattering Layer”. Jurnal

Elektronika dan Telekomunikasi.

M. Byranvand., A.Kharat, (2010),” Fabrication and Investigation of Flexible dye

sensitized nanocrystalline solar cell utilizing natural sensitizer operated with

gold coated counter electrode” .DigestJournal of Nanomaterial and Biostructures, 5, (3), 645-650.

M. Gratzel. (2003). “Dye-sensitized solar cell” Journal of Photochemistry and Photobiology C,4, 145.

M. H. Habibi, N. Talebian, J. H. Choi, (2007). “The effect of annealing on

photocatalytic properties of nanostructured titanium dioxide thin films”. Dye and Pigments, 73, 103 – 110.

M. Hamadanian, H. Sayahi, A. R. Zolfagharici. (2012). “Effect of Large TiO2

Nanoparticles to Improve the Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cell”.


(5)

M. M. Hasan, A. S. M. A. Haseeb, R. Saidur, and H. H. Majuki, (2007). “Effect of annealing treatment on optical properties of anatase TiO2 thin films”, ppp

Fund Project, No: Ps 051/B.

Nam-Gyu Park. (2010). “ Methodes to Improve Light Harvesting Efficiency in Dye-Sensitized Solar Cells”. Journal of Electrochemical Science and Technology. 1, (2), 69-74.

Nasori, Gatut. Y, Endarko, A. Rubiyanto. (2012). “ Pengembangan dan Fabrikasi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Berbasis Jahe Merah dengan Metode

Deposisi Spin Coating dan Doctor Blade”. Seminar Nasional Quantum 2012, Pendidikan Fisika UAD, tidak dicantumka, 110-113.

Quan. V. A. (2006). “Degradation of the solar cell dye sensitizer N719 Preliminary building of dye-sensitized solar cell”. Master thesis Department of Life Sciences and Chemistry Roskilde University: tidak diterbitkan.

R. Sastrawan. (2006). “Photovoltaic modules of dye solar cells”. Disertasi University of Freiburg.

Rusdiana,D. (2007). “Pembuatan film tipis semikonduktor dengan teknik PVD”.

[Online].Tersedia:

http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/196810151994 031DADI_RUSDIANA/Pembuatan_film_tipis_Semikonduktor_dengan_tek nik_PVD_%5BCompatibility_Mode%5D.pdf

S. Hore, C. Vetter, R. Kern, H. Smit, A. Hinsch, Sol. (2006). “Influence of scattering layers on efficiency of dye-sensitized solar cells. Solar Energy

Material and Solar Cells, 90, 1176-1188.

S. Wilman, F. Dimas, A. Mega. (2007). “Pembuatan Prototipe Solar Cell Murah dengan Bahan Organik-Inorganik (Dye-sensitized Solar Cell)”. Laporan akhir penelitian bidang energi penghargaan pt. Rekayasa industri.

Sastrohamidjojo. H. ( 1991).”Spektroskopi. Yogyakarta.: Liberty

SOLARONIX Catalog. (2012). ” Specialty Chemicals & Components Dye Solar

Cells & Modules Solar Testing Equipment Industry Supply &

Consultation”.[Online].Tersedia:


(6)

Subodro. R, Ramelan. A. H. (2012). “Sintesis Titanium Dioxide (TiO2) untuk Dye

Sensitized Solar Cell (DSSC)”. Politekniksains Edisi Khusus Dies Natalis,

tidak dicantumkan.

Timuda. G. E, Maddu. A, Irmansyah, Widiyatmoko. B. (2010). “Sintesis Partikel Nanocrystalline TiO2 untuk Aplikasi Sel Surya Menggunakan Metode

Sonokimia”. Prosiding Pertemuan Ilmiah, XXIV, 104-109.

U. Opara Krasovec, M. Berginc, M.Hocevar, M. Topi. (2009). “Unique TiO2

paste for high efficiency dye-sensitized solar cells”. Solar Energy Material & Solar Cells, 93, 379-381.

Usami, A. (1997). “Theoretical study of application of multiple scattering of light

to a dyesensitized nanocrystalline photoelectrochemical cell”. Chemical Physics Letters. 277, (1-3), 105-108.

Wei Zhang (2011). “Fabrication of Dye Sensitized Solar Cells with Enhanced Energy Conversion Efficiency”. Thesis of M.Sci, National University of

Singapore.

World energy report, (2005). RWE Group, http:/www.rwe.com

Z. Wang, H. Kawauchi, T. Kashima, H. Arakawa, Coord. (2004). “Significant influence of TiO2 photoelectrode morphology on the energy conversion

efficiency of N719 dye-sensitized solar cell”. Chem. Rev, 248, 1381-1389. Zang. H, Banfield. J.F. (2000). “Understanding Polymorphic Phase

Transformation Behavior during Growth of Nanocrystalline Aggrerates: