Perakitan sub‐modul dan pengisian larutan elektrolit Saran

47 dalam oven dan kemudian dibakar dalam conveyor belt furnace pada suhu 500 o C selama 15 menit Gambar 18. Gambar 18. Lapisan elektroda lawan Pt transparan

d. Pelapisan glass frit dan pasta konduktor

Pelapisan glass frit bertujuan untuk memisahkan antara sel tunggal. Glass frit dideposisi melalui metoda screen printing tepat di daerah yang terpotong scribbing pada kedua elektroda, yaitu fotoelektroda dan counter elektroda. Bagian sribbing harus tertutup rapat olah lapisan glass fris, sehingga ketiga sel tunggal terpisah. Konduktor Perak Ag digunakan sebagai penghubung dalam interkoneksi seri antar sel. Pencetakkan pasta perak juga dilakukan pada kedua elektrodanya, seperti ditunjukkan pada gambar 18.

e. Perakitan sub‐modul dan pengisian larutan elektrolit

Perakitan sub‐modul surya berbasis dye‐sensitized dilakukan dengan cara menggabungkan lapisan fotoanoda TiO 2 dan lapisan elektroda Pt. Penggabungan kedua elektroda harus dilakukan secara tepat sesuai dengan pola glass frit dan konduktor Ag, seperti ditunjukkan pada Gambar 19. Pada proses penggabungan lapisan, sebagian area dibiarkan terbuka sebagai lubang udara untuk pengisian larutan elektrolit. Setelah digabungkan modul tersebut dijepit dan dipanaskan sampai ikatan kedua elektrodanya kuat Gambar 20. Larutan elektrolit redoks iodine I ‐I3 Dyesol,EL‐HSE disuntikkan melalui area tersebut, kemudian ditutup menggunakan glass frit. Laser scribed line FTO Seal Ag Glass TiO 2 Platina Glass FTO Gambar 19. Disain sub‐modul surya dye‐sensitized Konduktor perak 48 Gambar 20. Proses perakitan sub‐modul dye‐senistized

3.4 Karakteristik kurva I‐V sub‐modul dye‐sensitized

Pengukuran kurva I‐V sub‐modul dilakukan menggunakan Sun Simulator AM1,5 National Instrument, sumber cahaya Xenon dengan intensitas 50 mWcm 2 . Sub ‐modul surya berbasis substrat FTO 8 ohmsq dibuat menggunakan dengan elektroda lawan Pt dengan proses yang berbeda, yaitu Pt printing menggunakan pasta transparan Tipe‐A dan Pt sputtering Tipe‐B. Secara fisik keduanya berbeda. Sub ‐modul surya menggunakan pasta Pt transparan secara estatika memiliki tampilan yang lebih baik. Hasil pengukuran kurva I‐V ditunjukkan pada gambar 21 dan diuraikan dalam tabel 3. Terlihat bahwa karakteristik listrik V oc , I sc , Daya, FF, η yang dihasilkan kedua sampel hampir sama untuk masing‐masing tipe. Efisiensi konversi energi listrik sub‐ modul surya kaca yang dihasilkan masih relatif kecil yaitu kurang dari 1 yaitu sekitar 0,5 ‐ 0,7. Tegangan, Voc yang dihasilkan cukup baik, yaitu sebesar 1,8 – 2 V menunjukkan bahwa tegangan setiap sel tunggalnya 1x 9,8 cm sekitar 0,6 ‐ 0,7 V. Daya keluaran masih relatif kecil, Besarnya daya keluaran modul sangat dipengaruhi oleh arus dan FF yang dihasilkan dan terlihat bahwa arus Isc dan fill factor masih relatuf kecil. Kondisi ini mengindikasikan bahwa resistansi parasitik seperti resistansi seri dan pararel yang terdistribusi dalam sub‐modul surya masih besar. Ketebalan lapisan elektroda TiO 2 juga berpengaruh pada karakteristik sel tunggalnya. Lapisan TiO 2 yang tipis menyebabkan kemampuan dalam menyerap pewarna kecil sehingga efisiensi pengumpulan elektron juga rendah. Sedikitnya elektron yang tereksitasi maka difusi elektron berjalan lambat dan dengan demikian menurunkan efisiensi konversi foton menjadi arus. 49 Gambar 21: Kurva I‐V sub‐modul luas area 3x9,8 cm 2 menggunakan Pt printing Tipe ‐A dan Pt Sputtering Tipe‐B Tabel.3 Data karakteristik listrik sel surya dengan luas aktif 3x9,8 cm 2 Sub ‐modul Tipe‐A Sub ‐modul Tipe‐B Karakteristik Sampel ‐1 Sampel‐2 Sampel ‐1 Sampel ‐2 Open circuit voltage V oc Volts 1,94 1,98 1,87 2,09 Short circuit current I sc mA 10,46 10,42 10,51 11,47 Maximum power P m mWatt 8,5 8,0 10,49 8,97 V mp Volt 1,22 1,17 1,34 1,53 I mp mA 6,9 6,8 7,8 5,87 Fill factor, FF 0,42 0.38 0,53 0,37 Efisiensi 0,61 0,58 0,77 0,65 Tipe-B 50 Resistansi seri Ohm 87,31 105,67 45,7 72,7 Berdasarkan data pada tabel tersebut dapat diketahui bahwa proses pelapisan Pt sebagai elektroda pembanding dapat mempengaruhi performansi dari sub‐modul surya yang dibuat. Terlihat bahwa sub‐modul surya dengan Pt sputtering memiliki karakteristik listrik yang lebih baik dibandingkan dengan Pt printing. Efisiensi konversi terbaik dari sub‐modul Tipe‐A adalah 0,61 sedangkan sub‐modul Tipe‐B adalah 0,77. Hal ini disebabkan oleh resistansi kontak untuk lapisan elektroda lawan Pt sputtering lebih kecil diibanding Pt printing. Pt sputtering lebih murni disbanding Pt printing yang dibuat dari pasta yang mengandung bahan‐bahan organic sebagai binder. Selain optimasi dan kompatibilitas komponen‐komponen pembentuknya, kinerja modul surya juga dipengaruhi oleh teknik dan ketepatan dalam proses perakitan modul surya [7]. Pada proses perakitan, perak dan lapisan glass frit Gambar 6 memegang peranan yang sangat penting sebagai penghubung dan pemisah antara sel tunggalnya. Bagian lapisan fotoelektroda dan lapisan elektroda lawan harus disatukan secara tepat. Pencetakkan pasta perak sebagai penghubung harus dibuat dengan tepat agar kontak seri antar sel terhubung dengan baik sehingga memperkecil resistansi seri.. Demikian juga bagian scribbing pada kedua elektroda harus tertutup rapat oleh lapisan glass frit sebagai pemisah. Kegagalan dalam mengisolasi dan memisahkan tiap sel tunggal, akan mengakibatkan kebocoran larutan elektrolit, sehingga akan terjadi resistansi kontak antar sel. Gambar 22 menunjukkan contoh produk sub‐modul surya substrat kaca yang dibuat dengan interkoneksi internal tipe Z total area aktif 3 x 9,8 cm 2 . Gambar.22 Prototipe sub‐modul surya dye‐sensitized menggunakan Pt spinting transparan 51

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan Proses penelitian Rancang Bangun Modul Surya berbasis Dye‐Sensitized Nanocrystalline telah dilakukan di PPET LIPI. Kinerja modul surya dipengaruhi oleh kompatibilitas komponen‐komponen pembentuknya serta teknik dan ketepatan dalam proses perakitan modul surya. Dalam mendisain suatu pola rangkaian modul surya DSSC harus memperhatikan parameter internal material dan proses fabrikasinya dan parameter eksernal dimensi dan resistansi seri yang terjadi. Pembuatan disain pola rangkaiannya alligment antar pola harus presisi, sehingga memudahkan dalam proses pembuatan modul surya yang memiliki performansi yang baik. Disain modul surya ukuran 5x10 cm 2 dengan tipe Z interkoneksi yang memiliki 3 buah sel tunggal ukuran 1x9,8 cm.total area aktif 3x9,8 cm 2 telah diaplikasikan dalam fabrikasi divaisnya. Karakteristik modul terbaik menghasilkan efisiensi konversi 0,77 ; daya maksimum 10,49mW ; tegangan Voc 1,87V dan arus Isc 10,51 mA.

4.2 Saran

Selain optimasi dan kompatibilitas komponen‐komponen pembentuknya, kinerja modul surya juga dipengaruhi oleh teknik dan ketepatan dalam proses perakitan modul surya. Karakteristik proses masih harus dilakukan untuk mendapatkan parameter proses yang optimal dan dihasilkan performansi modul yang tinggi sehingga diperlukan penelitian lanjutan. REFERENSI [1] http:cleantechnica.com20130511solar ‐module‐manufacturing‐trends‐in‐ 2012 didownload tanggal 18 Desember 2013. [2] B. S. Richards, Solar Enlightment: Bringing Solar Power to Where We Need It Most, Inaugural Speech, Heriot‐Watt University, Scotland, UK, 2010. [3] L Muliani, dkk, “Pembuatan Dye‐Sensitized Nanocrystalline TiO 2 Solar Cell”, Laporan Akhir Program Tematik 2009, PPET‐LIPI 2010. [4] Gratzel, M., “Dye‐Sensitized Solar Cells”, Journal of Photochemistry and Photobiology

C: Photochemistry Review , vol. 4, hal. 145‐153, 2003.

[5] M. K. Nazeeruddin, A. Kay, I. Rodicio, R. Humphrybaker, E. Muller, P. Liska, N. Vlachopoulos,M. Gratzel, “Conversion of Light to Electricity by Cis‐ X2bis2,2‐ Bipyridyl ‐4,4‐DicarboxylateRutheniumIi Charge‐Transfer Sensitizers X = Cl‐, Br ‐, I‐, Cn‐, and Scn‐ on Nanocrystalline TiO 2 Electrodes”, Journal of theAmerican Chemical Society, vol. 14, hal. 6382‐6390, 1993. [6] http:international.pv ‐tech.org [7] R. Sastrawan, 2006, “Photovoltaic modules of dye solar cells”, Disertasi University of Freiburg. 52 [8] G. E. Tulloch, “Light and energy ‐ dye solar cells for the 21st century”, Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry vol. 164, hal. 209‐219, 2004. [9] M, Spath, P. M. Sommeling, J. A. M. van Roosmalen, H. J. P. Smit, N. P. G. van der Burg, D. R. Mahieu, N. J. Bakker, J. M. Kroon, “Reproducible manufacturing of dye‐sensitized solar cells on a semi‐automated baseline”, Progress in Photovoltaics, vol. 11, hal. 207‐220, 2003. [10] K. Okada, H. Matsui, T. Kawashima, T. Ezure, N. Tanabe, “100 mm × 100 mm large ‐sized dye sensitized solar cells”, Journals of Photochemistry and Photobiology

A: Chemistry, vol. 164, hal. 193‐198, 2004.

[11] R. Sastrawan, A. Hinsch, J. Beier, U. Belledin, S. Hemming, S. Hore, R. Kern, C. Prahl, C. Vetter, U. Würfel, J. Luther, F. M. Petrat and A. Prodi‐Schwab, “Towards Manufacturing Dye Solar Cells”, Proceedings, 20 th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Barcelona, Spain, 2005. [12] S. Dai, K. Wang, J. Weng, Y. Sui, Y. Huang, S. Xiao, S. Chen, L. Hu, F. Kong, X. Pan, C. Shi,L. Guo., et. Al., “Design of DSC Panel with Efficiency More Than 6”, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 85, hal. 447‐455, 2005. [13] T. Toyoda, T. Sano, J. Nakajima, S. Doi, S. Fukumoto, A. Ito, T. Tohyama, M. Yoshida, T. Kanagawa, T. Motohiro, T. Shiga, K. Higuchi, K. Tanaka, Y. Takeda, T. Fukano, N. Katoh, A. Takeichi, K. Takechi,M. Shiozawa, “Outdoor performance of large scale DSC modules”, Journal of Photochemistry [14] N.M. Nursam, L. Muliani, J. Hidayat., “Optimalisasi Dimensi Area Aktif pada Sel Surya jenis Dye‐sensitized berbasis Nanokristal TiO 2 , prosiding Seminar Nasional XIV, Kimia dalam Pembangunan, 2011. UCAPAN TERIMA KASIH Penelitian ini didukung oleh Program Kegiatan Penelitian Dan Pengembangan IPTEK DIPA 2013 – Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia LIPI. Terima kasih kepada Puslit Elektronika dan Telekomunikasi PPET‐LIPI atas fasilitas yang diberikan pada kegiatan penelitian ini. 53 Pembuatan Sel Surya Berbasis Polimer Dra. Erlyta Septa Rosa, MT 54 LEMBAR PENGESAHAN 1. Judul Kegiatan Penelitian : Pembuatan Sel Surya Berbasis Polimer 2. Kegiatan Prioritas : 3. Peneliti Utama : Nama : Dra. Erlyta Septa Rosa, MT Jenis Kelamin : Wanita 4. Sifat Penelitian : Lanjutan Tahun ke ‐ 3 5. Lama Penelitian : 3 Tiga Tahun 6. Biaya Total 2013 : Rp. 222.980.000,‐ Bandung, 20 Desember 2013 Ketua PME PPET LIPI, Peneliti Utama Dr. Purwoko Adhi, DEA NIP. 19670911 198701 1 001 Dra. Erlyta Septa Rosa, MT NIP. 19630915 199203 2 003 55 Abstrak Sel surya polimer merupakan sel surya dengan struktur bulk heterojunction dimana molekul‐molekul dari dua jenis material polimer yang berfungsi sebagai donor elektron tipe‐p dan akseptor elektron tipe‐n dicampur menjadi film bulk sehingga membentuk heterojunction diantara keduanya. Film bulk tersebut berfungsi sebagai active layer yang berkerja menyerap cahaya matahari dan membangkitkan elektron pada saat cahaya matahari mengenai permukaan substratkaca. Ada 4 empat jenis sel surya yang akan dibuat pada penelitian ini dengan menggunakan 4 empat jenis campuran polimer yang berbeda sebagai active layer. Campuran polimer yang pertama adalah [poly2‐methoxy‐5‐3,7‐ dimethyloctyloxy ‐1,4‐phenylene vinylene] MDMO‐PPV dan [6,6 phenyl C61‐ butyric acid methyl ester] atau PCBM; campuran polimer kedua adalah poly 3‐ hexylthiophene P3HT dan PCBM; campuran polimer ketiga adalah hybrid MDMO‐ PPV dengan partikel nano seng oksida ZnO; serta campuran polimer yang keempat adalah hybrid P3HT dengan partikel nano ZnO. Metoda yang akan digunakan dalam pembuatan sel surya berbasis polimer ini adalah lapis tipis thin film. Pertama‐tama polimer dilapiskan dengan teknik screen printing di atas permukaan substrat kaca yang sudah dilapisi dengan elektroda transparan Indium Tin Oxide ITO. Selanjutnya di bagian bawah polimer dilapiskan elektroda alumunium Al menggunakan teknik sputteringevaporasi. Fasilitas peralatan untuk proses tersebut semua tersedia di Laboratorium BKME PPET – LIPI. Kata kunci : sel surya, polimer, bulk heterojunction, active layer, ZnO, thin film. 56 I. Pendahuluan

i. Latar