Aplikasi Semikonduktor TiO2 dengan Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) dengan Dye dari Ekstrak Buah Terung Belanda (Solanum betaceum)

  Abstrak–Penelitian mengenai dye sensitized solar cell dilakukan dengan dye dari ekstrak buah terung belanda sebagai sumber energi alternatif dari tenaga surya. Dye sensitized solar cell (DSSC) dibuat dengan menggunakan semikonduktor TiO ^{2 yang} dilapiskan pada kaca konduktif Fluorine Doped Tin Oxide (FTO) dan dikalsinasi dengan variasi temperatur 550

  C, 650

  juga merupakan bahan yang inert, tidak berbahaya, dan murah, serta mempunyai karakteristik optik yang baik.

  2

  mempunyai selisih band gap sebesar 3,2 eV. TiO

  2

  ). TiO

  2

  Salah satu semikonduktor dengan band gap lebar yang sering digunakan yaitu Titanium Dioxide (TiO

  . Sejauh ini dye yang digunakan sebagai sensitizer dapat berupa dye sintesis maupun dye alami. Dye sintesis umumnya menggunakan organik logam berbasis ruthenium komplek. Dye sintesis ini cukup mahal. Selain itu, dye berbasis ruthenium komplek mengandung logam berat, yang tidak baik untuk lingkungan [2]. Sedangkan, dye alami dapat diekstrak dari bagian-bagian tumbuhan seperti daun, bunga atau buah. Ekstrak dye atau pigmen tumbuhan yang digunakan sebagai fotosensitizer berupa ekstrak klorofil, karoten, atau antosianin [3].

  Aplikasi Semikonduktor TiO

  2

  2 dengan Variasi

Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi sebagai Dye

  

Sensitized Solar Cell (DSSC) dengan Dye dari

Ekstrak Buah Terung Belanda (Solanum betaceum)

  Maula Nafi dan Diah Susanti Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

  Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

  E-mail

  : santiche@mat-eng.its.ac.id

  C, namun menurun pada 750

  C, dengan waktu tahan 60 dan 120 menit pada tiap temperaturnya. Lapisan TiO ₂ pada substrat dikarakterisasi dengan menggunakan SEM dan XRD. Luas permukaan aktif diukur dengan pengujian BET. Hasil SEM menunjukkan ukuran bentuk partikel TiO ₂ berupa sphere. Hasil XRD menunjukkan struktur kristal TiO ₂ adalah body centered tetragonal. Luas permukaan aktif dibandingkan dengan hasil kelistrikan DSSC, yang selaras meningkat dari temperatur 550 C ke 650

  C, dan 750

  Selain itu, sangat penting juga dalam penggunaan bahan dye yang mampu menyerap spektrum cahaya yang lebar dan cocok dengan pita energi TiO

C. Densitas arus dan voltase maksimum diperoleh pada variasi temperatur 650

  Pada DSSC, absorbsi cahaya dan separasi muatan listrik terjadi pada proses yang terpisah, tidak seperti sel surya silikon yang seluruh prosesnya melibatkan silikon saja dan tidak terpisah. Absorbsi cahaya dilakukan oleh molekul dye dan separasi muatan dilakukan oleh inorganik semikonduktor nanokristal yang mempunyai band gap lebar. Semikonduktor dengan band gap lebar akan memperbanyak elektron yang mengalir dari pita konduksi ke pita valensi, yang membuat ruang reaksi fotokatalis dan absorpsi oleh dye akan menjadi lebih banyak, sehingga spektrum menjadi lebih lebar.

  2

  S

  ^o C dengan waktu tahan 60 menit yaitu sebesar 0,356 mA/cm ² dan 593,1 mV. Efisiensi maksimum yang diperoleh sebesar 0,469208%. DSSC dimodifikasi dengan menambahkan pembungkus plastik, sehingga dapat memperlambat penurunan daya yang terjadi saat DSSC bekerja.

  Kata Kunci–Dye sensitized solar cell, temperatur kalsinasi, terung belanda, TiO ^{2 , waktu tahan kalsinasi.}

  I. PENDAHULUAN alah satu energi alternatif yang mempunyai potensi yang tinggi sebagai sumber energi yang dapat diperbaharui adalah sinar matahari. Suplai energi sinar matahari yang diterima bumi mencapai 3x10

  24 Joule pertahun, yang setara

  dengan 2x10

  17 Watt [1]. Pengembangan teknologi sel surya ini

  terus mengalami peningkatan, mulai dari sel surya silikon, sampai sel surya yang saat ini terus dikembangkan, yaitu Dye

  , asam asetat, aseton, lapisan Pd/Au, Aquades, dan buah terung belanda.

  2

  (MERCK), etanol 99%, acetonitrile, KI, I

  Bahan - bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi substrat kaca Fluorine Doped Tin Oxide (FTO), TiO

  Nadeak, et. al [4] melakukan penelitian dengan menggunakan dye dari ekstrak buah naga, dengan variasi temperatur kalsinasi 350

   Alat dan Bahan

  II. PROSEDUR EKSPERIMEN A.

  , dan 562 mV. Efisiensi diperoleh senilai 0.038%. Namun, nilai ini masih rendah, dibandingkan penelitian Chang, et. al [5] dan Zhang, et. al[6]. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini yaitu membuat prototip DSSC dengan dye dari ekstrak terung belanda. Harapannya, DSSC dapat mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik, serta mempunyai nilai kelistrikan yang lebih tinggi dari penelitian sebelumnya. Diharapkan juga pada penelitian ini, DSSC yang dihasilkan dapat diaplikasikan pada perangkat elektronik sehingga dapat diketahui kinerjanya.

  2

  C dengan waktu tahan 60 menit, yaitu 0.307 mA/cm

  o

  C, dan waktu tahan kalsinasi 30 menit dan 60 menit pada masing-masing temperatur. Hasil dari penelitiannya menunjukkan kuat arus dan voltase maksimum didapatkan pada variasi temperatur 550

  o

  C, dan 550

  o

  C, 450

  Sensitized Solar Cell (DSSC).

  o G

  P

   Pe

  Perak langkah

  1. Satu elek berh struk

  2. Offs sebe

  3. Ked deng

  4. Laru ujun terse 5. DSS 6. Pem

  1sam sebe

  A.

  Peng gelomb dengan larutan. kulit+da absorba

  Pd/Au p I.

  Gamb daging nilai ab Hal larutan Sehingg untuk d

  Nilai belanda sebelum absorba naga m absorba naga me ri. Kemudian kan hingga tem

  ensitisasi Lapis

  itisasi lapisan oksida pada F buah terung posisi lapis kan selama du na ke dalam la

  reparasi Count nter electrode

  untuk didapa pada kaca FTO

  erakitan Dye S

   Pe

   Pr Coun coater

  set diberikan

  od ,

  a, filter, morta SSC ini ada dicampur deng

  ss . Campuran magnetic stir

  cara melarutk e dalam laru n diaduk mera ke dalam laru terlarut deng botol tertutup

  erung Belanda

  ggunakan mort dilarutkan deng 4 ml asam ase engan kain ka ngan menyiapk anol. Selanjutn diletakkan di a ktif menghadap siap ditetesk if. Spin coat

  0 detik dan 20 ariasi temperat tu tahan masin ini dimaksudka rna dan molek al,

  00

  ar, alah gan ini

  H.

  rrer

  kan utan ata. utan gan

  . tar. gan etat. assa kan nya, atas p ke kan

  ting

  000 tur ng- an kul nanopor didiamk G.

   Se

  Sensi lapisan larutan dengan didiamk sempurn

  kitan Dye Sens h-langkah seper u buah FTO d ktroda Pd/Au d hadapan. Kemu ktur sandwich.

  esar 0,5 cm unt dua pinggir sel gan klip agar p utan elektrolit ng offset prot erap kedalam l SC siap untuk d mbuatan DSSC mpai 4, kemud elum dijepit.

  ultimeter digita er 25ml dan 10

  7] yang menda dye dari ekstrak

  aran yang me enit.

  r Cell ell dapat dilaku

  ni : n oksida TiO

  2

  gan permukaan isusun membe masing-masin ktrik. tidak diberi o kat sempurna. teskan 2-3 tet

  Larutan ele nnya. lakukan deng s plastik (plas

  MBAHASAN ntuk mengetah si (A) dari su r ultraviolet ( belanda (kuli traknya, kemu absorbansi tert an panjang gel ut yaitu 495 nm ya ketebalan asi energi yan foton yang bis menjadi energi kan daging b ndingkan denga al [4] mendap ye dari ekstrak

  FTO  

  yang sudah r. ukan dengan m h dikalsinasi k emudian, FTO menghadap ke gga, larutan dy

  dikalsinasi mencelupkan ke dalam dye

  O diletakkan e atas dan

  ye menyerap

  esin sputter erata lapisan ukan dengan dan counter n yang saling entuk sebuah ng elektroda

  offset dijepit

  tes di kedua ktrolit akan gan langkah

  tic wrapper )

  g dengan me

  2

  III. HA

  ter Electrode e di-sputtering

  engujian UV-V

  gujian UV-VIS ang ( λ) dan n cara menem

  Tiga bagia aging) dibuat ansinya. bar. 2. menunj buah terung b bsorbansi secar ini menunjuk dye dalam m ga, semakin b dikonversikan o absorbansi a ini cukup tin mnya, yaitu N ansi sebesar 3,3 erah, serta pen ansi sebesar 3, erah. ^{TiO 2} lapisan TiO

  2

  mperatur kamar

  san Oksida

  oksida dilaku FTO yang telah belanda. Ke san oksida m ua jam. Sehing apisan oksida.

  atkan penyeba O selama 30 me

  ,009 dengan d

  Sensitized Solar sitized Solar Ce

  rti di bawah in dengan lapisan ditumpuk deng udian, FTO di

  . pada ujung tuk kontak elek l DSSC yang prototipe melek triiodida dite totipe DSSC. lapisan oksida. diuji kelistrikan C kedua dil dian dibungkus

  ASIL DAN PEM

  VIS

  S bertujuan un nilai absorbans mbakkan sinar an terung b larutan ekst njukkan nilai a belanda, denga ra berturut-turu kkan tingginy menyerap radia banyak pula f oleh sel surya m yang dihasilk nggi bila diban

  Nadeak, et. a 300 dengan dy nelitian Fitria [

  ss stirring ro

  FTO  

  ho

  Proses kalsinas itu 550

  Preparasi L

  Buah terung be telah itu, ekst mpuran 25 ml kstrak yang tel ar diperoleh lar

  Deposisi La

  Deposisi TiO

  2

  ca FTO yang t TO dibersihkan esin spin coatin as. Kemudian banyak 3 tete lakukan dengan m selama 90 de

  Proses Kals

  o

  etonitrile seba

  C, 650 asing adalah 60 ar molekul ok

  ma lapisan sandw

  g digunakan a

  magnetic stirrer

  spatula, bot al , kertas tis

  n coater . Lapisan Oksida

  dari lapisan TiO

  lanjutnya dita rsebut sampai mpurna. Kemu

  Larutan elekt mpuran antara

  (Merck) 3 15 ml di dala kkan di atas h aduk rata.

  D kac FT me ata seb dil rpm

  ml tim fur B.

  B sem eta kem dan C.

  L cam

  ace

  Sel ter sem D.

  B Set cam Ek aga

  E.

  F.

  Preparasi L

  P yai ma aga

  Gambar. 1. Skem

  Peralatan yang

  t plate with m

  , pipet tetes, mbangan digita rnace, dan spin

  Preparasi L

  Bahan dasar mikonduktor T anol sebanyak mudian diletak n kemudian dia

  2

  Larutan Elektro

  an dengan va C dengan wakt 20 menit. Hal i engikat sempur

  k han tersebut isimpan dalam

  a TiO

  2

  n oksida DS ,5 gram yang am beaker glas

  hot plate with olit

  kan dengan c KI 0,5 M k yang kemudian

  27 gram I

  2

  kstrak Buah Te

  r , gelas beake

  s dengan meng ung belanda d ml etanol, dan 4 kan disaring de saja.

  TiO

  2

  dilakukan den rsih dengan eta tas tisu dan d isi sisi konduk

  2

  yang telah kaca kondukti rpm selama 3

  Oksida

  tol tetes, glas su, kain kassa

  antara lain mu

  trolit dilakuk a 0,8 gram K anyak 10 ml y ambahkan 0,12 i ketiga bah udian larutan di

  , pasta TiO

  Larutan Dye Ek

  elanda digerus trak buah teru

  aquades , 21 m

  lah dicampurk rutan dye-nya

  apisan Oksida

  pada FTO d telah dicuci ber n dengan kert

  ng dengan posi

  2

  wich DSSC

  es ke atas k n putaran 500 etik.

  sinasi Lapisan

  si ini dilakuka

  o

  C, dan 750

  o

  C 0 menit dan 12 sida saling me

  hui panjang atu larutan, (UV) pada it, daging, udian diuji inggi adalah ombang dan m dan 3,720. konsentrasi ng diberikan. sa dieksitasi i listrik. buah terung an penelitian patkan nilai daging buah apatkan nilai k kulit buah Gambar. . 5. Pola XRD D pada lapisan TiO yang tela ah dikalsinasi ₂ Ga ambar. 2. Grafik panjang gelomb bang vs absorban nsi buah terung dengan variasi (A) 550 C, 60 menit; (B) 550

  C, 12 20 menit; (C) bel landa. 650

  C, 6 60 menit; (D) 6 650

  C, 120 men nit; (E) 750

  C, 60 menit; (F) 750 C, 1 120 menit;

  B. Morfologi Lapisa an TiO

  2 M

  Peng gujian Scann ning Electron n Microscop pe (SEM) dilakuk kan untuk men ngetahui morfo ologi dan ukur ran partikel dari lap pisan oksida TiO O . Gambar. 3 . menunjukkan n hasil SEM

  2 cross se ection dengan perbesaran 50 00x. Dapat dil lihat bahwa tebal lap pisan oksida T TiO berkisar an ntara 37,5-75 µ µm.

  2 Sedan ngkan pada Gambar. 4. menunjukkan morfologi

  permuk kaan lapisan Ti iO . Bentuk pa artikel TiO ya aitu sperikal

  2

  2 Ga ambar. 3. Hasil S SEM cross secti ion TiO pada te emperatur kalsin nasi (sphere e ), dengan m membentuk agl lomerasi pada a beberapa _{O 2} 650 C dengan per rbesaran 500x

  bagian. Serta dapat dilihat adanya a celah pada permukaan TiO . S Septina [8] m menganalisis b bahwa celah i inilah yang

  2 nantiny ya akan menga absorbsi mole ekul dye terun ng belanda.

  Semaki n banyak cela ah yang terben ntuk, maka ak an semakin banyak larutan dye y yang diserap. D Dengan harapa an, semakin banyak sinar matahar ri yang diserap p, dan energi listrik yang dihasilk kan menjadi sem makin besar pu ula.

  Ukur ran partikel T TiO dihitung dengan cara melakukan

  2

  perband dingan manual l dengan skala a yang tertera pada hasil SEM. Tabel. 1. me enunjukkan ad danya perbeda aan ukuran partikel l pada tiap v variasinya. Va ariasi 650 C m mempunyai ukuran partikel terke ecil. Dengan s semakin keciln nya ukuran partikel l, maka lapisa an TiO dapa at menyerap l larutan dye _{o semakin n banyak [4].}

  2 Ga ambar.4. Hasil U Uji SEM pada va ariasi temperatu ur 650 C dan wa aktu tah han 60 menit, den ngan perbesaran n 30.000x

  C. asil X-Ray Diff ffraction Ha

  Peng gujian X-Ray y Diffraction (XRD) dilak kukan untuk Tab bel.1. mengeta ahui struktur kristal dan tingkat krista alinitas dari

  Has sil perhitungan u ukuran partikel T TiO ² Temperatur Waktu tah han Uk kuran partikel lapisan TiO [9]. Ga ambar. 5. men nunjukkan hasi il XRD dari

  2 (

  C) (menit) (µm) lapisan TiO dengan n variasi temp peratur dan w waktu tahan

  2 60 0,40

  kalsinas si. Dapat dilih hat pada gam mbar. 5. pembe erian variasi

  550 120 0,29

  tempera atur dan waktu u tahan kalsinas si tidak begitu memberikan

  60 0,28

  pengaru uh terhadap uk kuran kristal Ti iO karena pola a XRD yang

  2 650 120 0,20

  dihasilk kan hampir sa ama secara k keseluruhan pa ada masing-

  60 0,34 masing variasi. 750 120 0,26

  Untu uk mengetahui struktur krist tal TiO , mak ka dilakukan

  2

  analisis menggunaka an software P PCPDFWin, d dimana pola

  XRD p pada gambar. 5. desuai den ngan kartu JC CPDF nomor 84-1286

  6. Dapat diket tahui bahwa st truktur kristal TiO adalah

  2 body ce entered tetrago onal . Tab bel.2.

  Ukur ran kristal TiO O pada setiap p variabel dih hitung untuk

  2 Ukuran n kristal TiO dari berbagai variasi d dihitung ₂

  mengeta ahui tingkat k kristalinitas ti iap tiap variab bel. Ukuran

  dari punca ak tertinggi

  kristal dihitung meng ggunakan per samaan Schre errer sebagai

  Temperatur Waktu taha an Uk kuran Kristal

  berikut: :

  (

  C) (menit) ( Ǻ) 60 608,84 . 550

  (1)

  120 608,83 60 608,85

  dimana :  

  650

  D = ukuran kr ristal (

  120 608,84 Ǻ),

  gelombang radi iasi ( λ = panjang g Ǻ),

  60 608,81

  B = Full Width h at Half Maxi imum (rad),

  750

  agg ( )

  120 608,77 θ = sudut Bra

  Tabe l. 2. menunju ukkan hasil p erhitungan uk kuran kristal Tab bel.3.

  Lua as permukaan aktif f pada sampel uji T TiO pada tia ap-tiap variasi. Dapat dilihat bahwa ukuran n kristal TiO ₂

  2 Temperatur T Waktu tahan Luas Per rmukaan Aktif

  pada se tiap variasi ham mpir sama, yai itu sekitar 608, ,8 ₂  Ǻ. Namun

  (

  C) (menit) (m ( /g)

  ukuran kristal terbesa ar yaitu pada variasi 650 C dan waktu C

  60 8,59 tahan 60 0 menit. 550

  Kesa amaan nilai uku uran kristal ini i disebabkan k karena TiO

  120 7,30

  2

  yang di igunakan yaitu u dibuat oleh pabrik Merck k, sehingga

  60 9,26 650

  cukup s sulit untuk men ngubah ukuran n kristal yang sudah tetap

  120 7,89 dengan pemberian per rlakuan panas s seperti kalsinas si [7].

  60 8,14 750 120 6,72

  D. asil Breuner Em Emmet Teller Ha

  Peng gujian Breuner Emmet Telle r (BET) dilak kukan untuk mengeta ahui luas perm mukaan aktif da ari serbuk TiO O . Tabel. 3.

  2

  dan gam mbar. 6. menun njukkan hasil u uji BET serbuk k TiO pada

  2

  setiap v variasi. Pada va ariasi temperatu ur 650 C dan w waktu tahan 60 men nit, mempunyai i nilai luas per rmukaan aktif y yang paling besar. N Nilai ini akan n dibandingkan n dengan hasi il performa kelistrik kan DSSC.

  E. engujian Voltas se Pe

  Peng gujian voltase d dilakukan deng gan cara mem mapar DSSC pada si inar matahari dan dihubun gkan dengan multimeter digital. Pengujian dila akukan selama a lima belas ha ari. Gambar. 7. menu unjukkan hasil uji voltase pad da DSSC.

  Hasil l uji voltase m menunjukkan b bahwa pada ha ari pertama, voltase masih rend ah, dikarenak kan larutan d dye belum

  Ga ambar. 6. Grafik k hubungan an ntara temperatur r dan waktu tah han kal lsinasi terhadap l luas permukaan aktif serbuk TiO O sepenuh hnya terserap pada lapisan TiO ₂ 2 . Begitu pula yang

  terjadi pada larutan elektrolit. Sed dangkan dari hari kedua hingga hari kelima belas. Voltase e terus menu urun karena DSSC d dipapar sinar m matahari, sehin ngga disinyalir r terjadinya penguap pan pada larut tan elektrolit a ataupun laruta an dye [10]. Hal ini yang menyeb abkan menuru unnya nilai vol ltase hingga hari kel lima belas. Gambar r. 8. menunj njukkan grafik k perbanding an voltase tertingg gi dari masing g-masing varia asi. Dapat terl lihat bahwa voltase tertinggi dipe eroleh pada v variasi 650

  C, 60 menit, yaitu se enilai 593,1 mV

  V. Gamb bar. 6. dan ga ambar. 8. mem mpunyai trend yang sama. Hal in i membuktika an bahwa nil lai voltase D DSSC yang dihasilk kan berbanding g lurus dengan luas permukaa an aktifnya. Selain i itu, dapat dika atakan juga bah hwa performa DSSC dari

  Ga ambar. 7. Grafik k hubungan ant tara variasi tem mperatur dan wa aktu

  tempera atur 550 C t terus meningk kat hingga 6 650

  C, lalu

  tah han kalsinasi terh hadap voltase DS SSC ekstrak teru ung belanda den gan

  menuru un pada 750

  C. Artinya, performa D DSSC terus

  var riasi; (a) 550

  C, , 60 menit; (b) ) 550

  C, 120 me enit; (c) 650

  C,

  60 mening kat seiring n naiknya varia asi temperatur r kalsinasi. me enit; (d) 650

  C, 120 menit; (e) 750

  C, 60 men nit; (f) 750

  C, 120

  Namun , temperatur 6 650 C adalah temperatur op ptimumnya,

  me enit

  F. erhitungan Efis siensi Pe

  Efisie ensi yaitu p persentase pe erbandingan d daya yang dihasilk kan DSSC diba andingkan den ngan daya yang g dihasilkan matahar ri untuk me enyinari bumi i. Perhitungan n efisiensi menggu unakan persam maan (2) dan (3) ) di bawah ini.

  (2)  100%

  (3) Dimana

  a:  : efisie ensi (%)

  2 P m max : daya maksimum DS SSC (mW/cm ) )

  V max : voltas se maksimum D DSSC (Volt)

  Ga ambar. 8. Grafik k perbandingan n voltase DSSC C terhadap varia asi

  2 tem mperatur kalsinas si

  J m max : densi tas arus maksim mum DSSC (m mA/cm )

  2 Tabe el. 4.

  P i input : daya sinar matahari di Surabaya (m mW/cm )

  Efisiens i DSSC

  Nilai P input di idapatkan day ya sinar mata ahari yang

  Temperatur Waktu Taha an Efisiensi

  menyin nari Indonesia b bagian barat (t termasuk Sura abaya) yaitu

  2 (

  C) (menit) (%) senilai 4 450 mW/cm .

  60 0,0408

  Tabe l. 4. menun njukkan nilai efisiensi D SSC yang

  550 120 0,0211

  didapatk kan dari setiap p variasi temp peratur dan w waktu tahan.

  60 0,0469 650

  Dapat d dilihat bahwa DSSC yang m mempunyai nil lai efisiensi

  120 0,0269

  tertingg gi yaitu DSSC C dengan varia asi temperatur 650 C dan

  60 0,0277 750

  waktu t ahan 60 menit, , yaitu 0,0469% %

  120 0,0164

  Nilai efisiensi yang g dicapai pada a penelitian ka ali ini lebih tinggi d daripada penel litian sebelumn nya, yaitu Nad deak, et. al

  Tab bel. 5.

  [4] yang g mempunyai n nilai efisiensi t tertinggi 0,0383 3%.

  Perbandinga an daya DSSC I d dan DSSC II sel lama 15 hari Daya DSSC C I Da aya DSSC II Hari ke- ^{2 2} (mW/cm ) ) ( (mW/cm )

  G. Modifikasi DSSC C M 1 0,083 0.083 DSSC C yang telah dibuat kemud dian dimodifika asi, dengan 2 0,174 0,155

  cara pe emberian pemb bungkus plasti k (plastic wra apper ) pada

  3 0,187 0,186

  permuk kaan DSSC sete elah penyusun an struktur san ndwich . Hal

  4 0,188 0,187

  ini sesu uai berdasarkan n saran dari pe enelitian Nadea ak, et. al [4]

  5 0,189 0,188

  yaitu m memberikan wa adah atau pemb bungkus untuk k mencegah

  6 0,193 0,187

  penguap pan larutan dy ye ataupun lar rutan elektroli t pada saat

  7 0,173 0,183

  DSSC b bekerja. Sehin ngga pada var riasi terbaik D DSSC, yaitu

  8 0,154 0,172

  650

  C, 60 menit, d dibuat DSSC

  II, dengan m memberikan

  9 0,143 0,156 pembun ngkus plastik . Pada tabe l. 5. dan g gambar. 9. 10 0,136 0,144

  menunj ukkan perban dingan daya y yang dihasilka an DSSC I

  11 0,128 0,136 dan DS SC II selama li ima belas hari. . 12 0,114 0,130

  Dapa at dilihat pada tabel. 5. dan g gambar. 9. bah hwa DSSC I

  13 0,113 0,127

  memang g mempunyai nilai daya ya ang tinggi pad da awalnya,

  14 0,098 0,122 namun setelah hari k keenam, mulai i terjadi penur runan daya. 15 0,080 0,114

  DSSC I menurun d drastis, namu un DSSC II mengalami penurun nan daya yan ng lambat. Se ehingga dapat t dikatakan bahwa pemberian pla astic wrapper menghasilkan daya yang kurang tinggi, nam mun dapat m memperlambat terjadinya penurun nan daya.

  H. plikasi DSSC Ap

  DSSC C II diaplikas sikan dengan cara membuat t rangkaian listrik s seri dengan me enggunakan 6 buah prototip DSSC, dan dihubun ngkan pada s sebuah jam dinding. Sebe elum diuji, voltase tiap-tiap DS SSC diukur m menggunakan multimeter digital, dan dihasilka an range volta ase + 500 mV

  V. Sehingga jika dira angkai seri, m maka voltasenya a diperkirakan sekitar + 3

  V. Na amun setelah h dirangkaik an, multimet ter digital

  Ga ambar. 9. Perban dingan daya DS SC I dan DSSC

  II

  menunj ukkan nilai 2,8

  84 V. Hal ini m menunjukkan ad danya

  [5]

  H. Chang, H. M. Wu, T. L. Chen, K. D. Huang, C. S. Jwo, dan Y. J. Lo, “Dye-sensitized solar cell using natural dyes extracted from spinach and ipomoea,” Journal of Alloys and Compounds,” Vol. 495, No. 2 (2010) 606-610. [6] Y. Zhang, L. Wang, Liu Zhai, D. Wang Fan dan X. Lin,

  “Synthesis Zn-doped TiO microsphores with enhanced ₂ photovoltaic performance and application for dye –sensitized solar cell,” ElectrochimicaActa, Vol. 56 (2011) 6517-6523.

  [7] J. Fitiria, A. Ishori, F. R. Abadi, S. M. R. Nadeak, “Studi pemanfaatan kulit buah naga sebagai materi sel surya dengan metode dye sensitized solar cell,” Laporan PKMP, Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, ITS, Surabaya, Indonesia (2012).

  [8] W. Septina, D. Fajarisandi, M. Aditia, “Pembuatan prototip solar cell murah dengan bahan organik-inorganik (dye sensitized solar cell,)” Laporan Akhir Penelitian Bidang Energi, Penghargaan

  Gambar. 10. Percobaan aplikasi DSSC pada jam dinding PT. Rekayasa Industri (2007).

  [9] L. Pancaningtyas, S. Akhlus, 2008, “Peranan elektrolit pada

  hambatan yang terbentuk, dari kabel yang menghubungkan

  performa sel surya pewarna tersensitisasi (SSPT),”

  setiap DSSC, sehingga nilai voltase tidak sesuai dengan yang Laboratorium Kimia Fisik FMIPA ITS, Kampus ITS Sukolilo,

  Surabaya 60111

  dihitung. Gambar. 10. menunjukkan ilustrasi percobaan

  rangkaian DSSC II dengan jam dinding.

  [10] W. Handini, “Performa sel surya tersentisisasi zat pewarna

  (DSSC) berbasis ZnO dengan variasi tingkat pengisian dan besar

  Percobaan dilakukan pada pukul 12.00 siang. Setelah

  kristalit TiO ,” Skripsi S1, Departemen Teknik Metalurgi dan ₂ DSSC dan jam dirangkai, jarum detik jam dinding bergerak, Material, Universitas Indonesia, Jakarta, Indonesia (2008).

  sehingga dapat dikatakan DSSC yang telah dibuat dapat mengkonversi energi cahaya matahari menjadi energi listrik.

  IV. KESIMPULAN

  Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) dapat difabrikasi

  menggunakan semikonduktor TiO dan dye dari ekstrak terung

  2

  belanda. DSSC dapat mengkonversi energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Voltase maksimum yang dihasilkan yaitu 593,1 mV dan efisiensi 0,0462%.

  Variasi temperatur 650 C merupakan temperatur optimum untuk menghasilkan performa DSSC yang maksimal. Waktu tahan kalsinasi 120 menit dinilai terlalu lama karena hasil voltase dan efisiensi dari variasi waktu tersebut mempunyai nilai yang lebih rendah daripada waktu tahan 60 menit.

  DSSC yang dimodifikasi dengan menambahkan plastic

  wrapper pada permukaannya terbukti mampu mengurangi

  penguapan, sehingga dapat memperlambat laju penurunan daya pada saat DSSC bekerja.

  DAFTAR PUSTAKA

  [1] ^{2 pada tegangan}

  A. Rahman, ”Pengaruh tingkat kekristalan TiO terbuka sel surya tersensitisasi pewarna perbasis ZnO-TiO 2, ” Departemen Metalurgi dan Material, Universitas Indonesia, Depok, Indonesia (2008). [2] K. Wongcharee, V. Meeyoo, and S. Chavadej, “Dye-sensitized solar cell using natural dyes extracted from rosella and blue pea flowers,” Solar Energy Materials and Solar Cells, Vol. 91 (2007) 566-571. [3]

  A. Maddu, M. Zuhri, dan Irmansyah, “Penggunaan ekstrak antosianin kol merah sebagai fotosensitizer pada sel surya TiO ² nanokristal tersensitisasi dye,” Makara, Teknologi, Vol 11, No. 2 (Nov., 2007) 78-84 [4]

  S. M. R. Nadeak, dan D. Susanti. “Variasi temperatur dan waktu tahan kalsinasi terhadap unjuk kerja semikonduktor TiO ₂ sebagai dye sensitized solar cell (DSSC) dengan dye dari ekstrak buah naga merah,” Tugas Akhir S1, Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, ITS, Surabaya, Indonesia (2012).