Uji stabilitas curcumin sebagai natural dye untuk photosensitizer pada dye sensitized solar cell (dssc) AWAL
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
UJI STABILITAS CURCUMIN SEBAGAI NATURAL
DYE UNTUK PHOTOSENSITIZER PADA DYE
SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)
SKRIPSI
Ditujukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Oleh :
Yuda Virgantara Agustia
I0410035
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
UJI STABILITAS CURCUMIN SEBAGAI NATURAL
DYE UNTUK PHOTOSENSITIZER PADA DYE
SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)
Oleh:
Yuda Virgantara Agustia
NIM. I0410035
Komisi
Pembimbing
Nama
Tanda Tangan
Tanggal
Pembimbing I
Dr. Techn. Suyitno, S.T., M.T.
____________
____________
Pembimbing II
Zainal Arifin, S.T., M .T.
____________
____________
NIP. 19740902 2001121 002
NIP. 19730308 2000031 001
Telah dinyatakan memenuhi syarat
Pada tanggal 20 Juni 2016
Kepala Program Studi Teknik Mesin
Program Sarjana UNS
Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T.
NIP. 19710615 1998021 002
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Yuda Virgantara Agustia
NIM: I0410035
Pewarna alami, curcumin, diekstrak dari Curcuma longa dengan metode
ekstraksi maserasi. Pewarna tersebut selanjutnya digunakan sebagai sensitizer
pada dye-sensitized solar cell (DSSC) dengan pemurnian menggunakan metode
kolom kromatografi. Pewarna tersebut ditambahkan unsur Cu dari CuSO4.5H2O
untuk meningkatkan stabilitas dan meningkatkan efisiensi dari DSSC. Krakteristik
dari pewarna tersebut di pelajari. Efisiensi konversi arus nya adalah 0,259% untuk
pewarna Cu-curcumin, yang 1,4 kali dari pewarna curcumin. Arus short-circuit
(Jsc), tegangan open-circuit (Voc), dan fill factor dari DSSCs dari pewarna Cucurcumin berturut-turut sebagai berikut 0,658 mA/cm2, 630 mV, dan 0,62.
Pengujian stabilitas juga dilakukan dengan temperatur 50°C pada 100 jam dan
200 jam. Stabilitas DSSC berpewarna Cu-curcumin lebih baik dibandingkan
dengan DSSC berpewarna curcumin. Efisiensi sel surya berpewarna Cu-curcumin
adalah 0,179% pada 100 jam dan 0,046% pada 200 jam. Maka dari itu
penambahan unsur Cu pada pewarna curcumin menghasilkan efisiensi yang lebih
tinggi dan stabilitas yang lebih baik dari pada pewarna curcumin.
Kata kunci: pewarna alam, curcumin, dye-sensitized solar cell, kestabilan,
efisiensi konversi arus
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Yuda Virgantara Agustia
NIM: I0410035
The natural dye, curcumin, was extracted from Curcuma longa by using a
maceration extraction methode. It was used as a sensitizer in a dye-sensitized
solar cell (DSSC) with purification using column chromatography methode. The
dye was modified by Cu from CuSO4.5H2O for increasing the stabilization and
the conversion efficiency. The characteristics of the dye were studied. The current
conversion efficiency was 0.259% for the Cu_curcumin dye, which was 1.4 times
of the bare curcumin dye. The short circuit current density (Jsc), open circuit
voltage (Voc), and fill factor of the DSSC by using the Cu-curcumin dye were
0.658 mA/cm2, 630 mV, and 0.62 respectively. The test of stabilitation had done
on the temperature of 50°C for 100 hours and 200 hours. The stability of DSSC
which used the Cu-curcumin dye was better than that of used the curcumin dye.
The efficiency of DSSC using the Cu-curcumin dye was 0.179% at 100 hours and
0.046% at 200 hours. Therefore, the modification of Cu on the curcumin dye
results in slightly higher conversion efficiency and the better stability than the
bare curcumin dye.
Keywords: the natural dye, curcumin, DSSC, the stabilazation, the current
conversion efficiency
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
MAN JADDA WA JADA
Siapa yang bersunggung
sungguh, akan berhasil
Hai orang
orang yang beriman
Jadikanlah sabar dan shalatmu sebagai penolongmu,
Sesungguhnya Allah beserta orang
orang yang sabar.
( Al
Baqarah : 153 )
Harus konsisten dalam menekuni bidang disiplin ilmu yang
anda pelajari.
Korena konsisten anda bisa seperti saya.
(B.J. Habibie)
If you think you can so you can
If you think you can t so you never can
(Yuda Virgantara Agustia)
Berusaha itu penting sedangkan berdo a itu wajib
Usaha dan berdo a adalah keutamaan jalan kita untuk sukses
(Yuda Virgantara Agustia)
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSEMBAHAN
Bismillahirrohmanirohim, Alhamdulillahirrobilalamin.
Dengan rahmat Allah yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang.
Penuh rasa syukur saya persembahkan karya ini untuk.........
Kedua orang tua saya, bapak dan ibu, atas limpahan do a dan
kasih sayang yang tak terhingga, serta selalu memberikan
yang terbaik.
Kedua kakak saya yang tak pernah lelah memberikan motivasi
selama proses awal perkulihan hingga penulisan skripsi ini.
Bapak Dr. techn. Suyitno S.T.,M.T. dan Bapak Zainal Arifin
S.T., M.T. yang telah memberi bimbingan, kedisiplinan, dan
pengalaman bekerja manjalan projek-projek.
Sahabat MEKATRO (Mesin Angkatan Rong Ewu Sepuluh) sebagai
teman menuntut ilmu dan cerita di bangku perkuliahan. Semoga
kita semua menjadi insyinyur
insyinyur muda penerus bangsa
yang sukses. Aamiiin.
Keluarga besar UKM INKAI UNS (Unit Kegiatan Mahasiswa
Institut Karate-Do Indonesia Universitas Sebelas Maret
Surakarta), sebagai keluarga sekaligus tempat menempa diri
menjadii pribadi yang lebih baik untuk menyongsong masa
depan. Semoga UKM INKAI UNS selalu menjadi tempat menempa
yang terbaik untuk mahasiswa UNS selamanya dan menghasilkan
karateka
karateka yang memiliki integritas tinggi,
tangguh, dan rendah hati yang menjunjung nilai
nilai
karate serta sumpah karate.
Dan seseorang yang spesial, Shara Maharani, yang mengisi
kekosongan hati dengan memberikan suntikan semangat, selalu
ada suka maupun duka, serta mengingatkanku untuk tak
bermalas-malasan.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan
penyusunan skripsi dengan judul Uji Stabilitas Curcumin sebagai Natural Dye
untuk Photosensitizer pada Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) . Skripsi ini
disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan strata
satu (S1) di jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala
bantuan dan perhatian selama melaksanakan riset dan penyusunan skripsi kepada:
Allah SWT atas ridhoNya telah menghendaki terselesaikannya skripsi ini
Bapak dan Ibu serta seluruh anggota keluarga yang selalu memberikan
dukungan penuh secara moral dan materi
Bapak Dr. techn. Suyitno, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I dan
Bapak Zainal Arifin, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II yang telah
memberikan inspirasi dan bimbingan dalam menyelesaikan penulisan
skripsi ini
Bapak Dr. eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T., Bapak Agung Tri Wijayanta,
M.Eng., Ph.D., dan Bapak R. Lulus Lambang S.T., M.T. selaku dosen
penguji yang telah memberikan koreksi dalam setiap detail hasil penelitian
agar menjadi lebih baik
Seluruh Dosen Teknik Mesin yang telah memberikan ilmu, inspirasi, dan
motivasi selama menjalani proses perkuliahan
Rekan seperjuangan MEKATRO (Teknik Mesin Angkatan 2010) atas
bantuan dukungan semangat dan motivasinya selama ini, semoga selalu
diberi kumudahan dan kesuksesan karir
Keluarga Besar UKM INKAI UNS yang telah memberi warna hidup dan
pengalaman luar biasa semasa kuliah, semoga UKM INKAI UNS semakin
besar dan selalu jaya
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Catur, Dedi, Dewi, Adi, Jordie, Aryo, Aris, Bambang, Pak Basuki, Pak
Subur, dan mas Ratno yang selalu siap menemani jam ektra malam di
Laboratorium
Shara Maharani yang tak pernah lelah untuk selalu memberi dukungan,
mengingatkan, dan mendoakan ku untuk menyelesaikan skripsi ini
Semua pihak yang telah membantu dalam proses pembuatan skripsi ini,
walaupun penulis tidak bisa menyebutkan satu persatu, tetapi kontribusi
anda sekalian sangat berarti.
Penulis telah berusaha memberikan hasil yang terbaik dan penulis berharap
semoga skripsi ini bisa bermanfaat serta menambah wawasan bagi yang
membacanya. Penulis juga menyadari masih terdapat banyak kekurangan oleh
karena itu saran dan kritik yang membangun penulis harapkan untuk
menghasilkan karya berikutnya yang lebih baik lagi.
Surakarta.
Yuda Virgantara Agustia
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii
ABSTRAK ............................................................................................................ iii
ABSTRACT .......................................................................................................... iv
MOTTO ...................................................................................................................v
HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................... vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI.......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR TABEL................................................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1
1.1. Latar Belakang ...........................................................................................1
1.2. Perumusan Masalah ...................................................................................3
1.3. Batasan Masalah ........................................................................................4
1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian ..................................................................4
1.5. Sistematika Penulisan ................................................................................4
BAB II KAJIAN PUSTAKA ..................................................................................6
2.1. Tinjauan Pustaka........................................................................................6
2.1.1. Jenis zat pewarna............................................................................6
2.1.2. Pewarna alami sebagai sensitizer DSSC ........................................8
2.1.3. Parameter yang berpengaruh pada kualitas natural dye sebagai
sensitizer DSSC .............................................................................9
2.1.4. Curcumin sebagai sensitizer DSSC..............................................11
2.1.5. Mekasnisme degradasi curcumin .................................................12
2.2. Dasar Teori...............................................................................................13
2.2.1. Dye-sensitized solar cell (DSSC).................................................13
2.2.2. Cara kerja DSSC ..........................................................................14
2.2.3. Karakteristik DSSC .....................................................................14
BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................18
3.1. Tempat Pelaksanaan.................................................................................18
commit to user
3.2. Alat...........................................................................................................18
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.3. Bahan ............................................... ...................................................... 17
3.4. Diagram Alir Penelitian ...........................................................................19
3.5. Uji Stabilitas Warna dan DSSC .............................................................. 21
3.6. Variasi Pengujian ................................................................................... 22
BAB IV HASIL PENELITIAN .............................................................................24
4.1. Uji Karakteristik Pewarna pada 0 jam .....................................................23
4.2. Uji Karakteristik Pewarna padaDSSC dengan kondisi 0 jam ..................26
4.2. Uji Durability Pewarna pada DSSC.........................................................28
BAB V PENUTUP................................................................................................32
5.1. Kesimpulan ..............................................................................................32
5.2. Saran ........................................................................................................32
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................34
LAMPIRAN - LAMPIRAN ..................................................................................36
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Struktur molekul
zat pewarna alami
untuk sensitizer:
(a)
Xanthophyll, (b) Antosianin, dan (c) Curcumin (Hemalatha, K.V., et
al., 2012) ................................................................................................. 1
Gambar 1.2. Model ikatan zat pewarna alami dengan semikonduktor: a) ikatan
ester, b) ikatan chelating, dan c) ikatan jembatan bidentate (Ooyama,
Y. and Harima, Y., 2012)........................................................................ 2
Gambar 2.1. Struktur macam-macam ruthenium dye.................................................. 6
Gambar 2.2. Rumus struktur curcumin (a) bentuk Keto (b) bentuk Enol (Kim, H.-
J., et al., 2013)......................................................................................... 7
Gambar 2.3. Rumus struktur antosianin (Mateus, N., 2009) ....................................... 7
Gambar 2.4. (a) Delphinidine dan cyanidine pada ekstrak bunga rosella (b)
Ternatin pada ekstrak bunga blue pea (Wongchareea, K., et al.,
2006). ...................................................................................................... 8
Gambar 2.5. Struktur kimia: (a) cyanin (b) nasunin (Calogero, G. and Marco,
G.D., 2008) ........................................................................................... 10
Gambar 2.6. Spektrum penyerapan cahaya dari bunga rosella pada semikonduktor
TiO2: (a) ekstrak menggunakan air, setelah dirakit; (b) ekstrak
menggunakan air, setelah 3 jam disinari simulasi cahaya matahari;
(c) ekstrak menggunakan etanol, setelah dirakit; (d) ekstrak dengan
etanol,
setelah
3
jam
disinari
simulasi
cahaya
matahari
(Wongchareea, K., et al., 2006) ........................................................... 11
Gambar 2.7. Skema perkembangan sensitizer DSSC ............................................... 12
Gambar 2.8. Reaksi Hidrolisis Curcumin ................................................................. 13
Gambar 2.9. Struktur DSSC ..................................................................................... 14
Gambar 2.10.Skema kerja dari DSSC ....................................................................... 15
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ........................................................................ 20
Gambar 3.2. Skema struktur DSSC ........................................................................ 229
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.1. UV-Vis Spectrophotometry pewarna curcumin dan Cu-curcumin....... 23
Gambar 4.2. FT-IR spectrophotometry pewarna curcumin dan Cu-curcumin ......... 23
Gambar 4.3. Ikatan chelating pewarna curcumin (a) dan Cu-curcumin (b) dengan
TiO2 ..................................................................................................... 24
Gambar 4.4. Tingkat energi HOMO-LUMO pewarna curcumin dan Cu-curcumin . 25
Gambar 4.5. Kurva I-V dari DSSC dengan pewarna curcumin dan Cu-curcumin.... 27
Gambar 4.6. UV-Vis spectrophotometry dari curcumin dye pada (a) 0 jam, (b)
100 jam, dan (c) 200 jam ..................................................................... 29
Gambar 4.7. FT-IR spectrophotometry pewarna curcumin dan Cu-curcumn
setelah perlakuan 100 jam dan 200 jam ............................................... 30
Gambar 4.8. Cyclic voltametry pewarna curcumin dan Cu-curcumin setelah
perlakuan 0 jam, 100 jam, dan 200 jam ............................................... 30
Gambar 4.9. Kurva I-V dari DSSC berpewarna curcumin dan Cu_curcumin
sebelum dan setelah perlakuan 100, dan 200 jam ................................ 31
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Berbagai jenis pewarna alami untuk DSSC ..........................................9
Tabel 3.1. Variasi pengujian.................................................................................23
Tabel 4.1. Cyclic voltammetry pewarna curcumin dan Cu-curcumin .................26
Tabel 4.2. Hasil uji solar simulator ......................................................................27
Tabel 4.3. Kinerja sel surya dengan pewarna curcumin setelah diberi
perlakuan 100 dan 200 jam .................................................................28
Tabel 4.4. Prosentase penurunan kinerja sel surya setelah diberi perlakuan 100
dan 200 jam .........................................................................................28
Tabel 4.5. Cyclic voltametry dari pewarna curcumin dan Cu-curcumin pada
100 jam................................................................................................31
Tabel 4.6. Cyclic voltametry dari pewarna curcumin dan Cu-curcumin pada
200 jam................................................................................................31
commit to user
xiii
digilib.uns.ac.id
UJI STABILITAS CURCUMIN SEBAGAI NATURAL
DYE UNTUK PHOTOSENSITIZER PADA DYE
SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)
SKRIPSI
Ditujukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Oleh :
Yuda Virgantara Agustia
I0410035
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PENGESAHAN
UJI STABILITAS CURCUMIN SEBAGAI NATURAL
DYE UNTUK PHOTOSENSITIZER PADA DYE
SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)
Oleh:
Yuda Virgantara Agustia
NIM. I0410035
Komisi
Pembimbing
Nama
Tanda Tangan
Tanggal
Pembimbing I
Dr. Techn. Suyitno, S.T., M.T.
____________
____________
Pembimbing II
Zainal Arifin, S.T., M .T.
____________
____________
NIP. 19740902 2001121 002
NIP. 19730308 2000031 001
Telah dinyatakan memenuhi syarat
Pada tanggal 20 Juni 2016
Kepala Program Studi Teknik Mesin
Program Sarjana UNS
Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T.
NIP. 19710615 1998021 002
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Yuda Virgantara Agustia
NIM: I0410035
Pewarna alami, curcumin, diekstrak dari Curcuma longa dengan metode
ekstraksi maserasi. Pewarna tersebut selanjutnya digunakan sebagai sensitizer
pada dye-sensitized solar cell (DSSC) dengan pemurnian menggunakan metode
kolom kromatografi. Pewarna tersebut ditambahkan unsur Cu dari CuSO4.5H2O
untuk meningkatkan stabilitas dan meningkatkan efisiensi dari DSSC. Krakteristik
dari pewarna tersebut di pelajari. Efisiensi konversi arus nya adalah 0,259% untuk
pewarna Cu-curcumin, yang 1,4 kali dari pewarna curcumin. Arus short-circuit
(Jsc), tegangan open-circuit (Voc), dan fill factor dari DSSCs dari pewarna Cucurcumin berturut-turut sebagai berikut 0,658 mA/cm2, 630 mV, dan 0,62.
Pengujian stabilitas juga dilakukan dengan temperatur 50°C pada 100 jam dan
200 jam. Stabilitas DSSC berpewarna Cu-curcumin lebih baik dibandingkan
dengan DSSC berpewarna curcumin. Efisiensi sel surya berpewarna Cu-curcumin
adalah 0,179% pada 100 jam dan 0,046% pada 200 jam. Maka dari itu
penambahan unsur Cu pada pewarna curcumin menghasilkan efisiensi yang lebih
tinggi dan stabilitas yang lebih baik dari pada pewarna curcumin.
Kata kunci: pewarna alam, curcumin, dye-sensitized solar cell, kestabilan,
efisiensi konversi arus
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Yuda Virgantara Agustia
NIM: I0410035
The natural dye, curcumin, was extracted from Curcuma longa by using a
maceration extraction methode. It was used as a sensitizer in a dye-sensitized
solar cell (DSSC) with purification using column chromatography methode. The
dye was modified by Cu from CuSO4.5H2O for increasing the stabilization and
the conversion efficiency. The characteristics of the dye were studied. The current
conversion efficiency was 0.259% for the Cu_curcumin dye, which was 1.4 times
of the bare curcumin dye. The short circuit current density (Jsc), open circuit
voltage (Voc), and fill factor of the DSSC by using the Cu-curcumin dye were
0.658 mA/cm2, 630 mV, and 0.62 respectively. The test of stabilitation had done
on the temperature of 50°C for 100 hours and 200 hours. The stability of DSSC
which used the Cu-curcumin dye was better than that of used the curcumin dye.
The efficiency of DSSC using the Cu-curcumin dye was 0.179% at 100 hours and
0.046% at 200 hours. Therefore, the modification of Cu on the curcumin dye
results in slightly higher conversion efficiency and the better stability than the
bare curcumin dye.
Keywords: the natural dye, curcumin, DSSC, the stabilazation, the current
conversion efficiency
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
MAN JADDA WA JADA
Siapa yang bersunggung
sungguh, akan berhasil
Hai orang
orang yang beriman
Jadikanlah sabar dan shalatmu sebagai penolongmu,
Sesungguhnya Allah beserta orang
orang yang sabar.
( Al
Baqarah : 153 )
Harus konsisten dalam menekuni bidang disiplin ilmu yang
anda pelajari.
Korena konsisten anda bisa seperti saya.
(B.J. Habibie)
If you think you can so you can
If you think you can t so you never can
(Yuda Virgantara Agustia)
Berusaha itu penting sedangkan berdo a itu wajib
Usaha dan berdo a adalah keutamaan jalan kita untuk sukses
(Yuda Virgantara Agustia)
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PERSEMBAHAN
Bismillahirrohmanirohim, Alhamdulillahirrobilalamin.
Dengan rahmat Allah yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang.
Penuh rasa syukur saya persembahkan karya ini untuk.........
Kedua orang tua saya, bapak dan ibu, atas limpahan do a dan
kasih sayang yang tak terhingga, serta selalu memberikan
yang terbaik.
Kedua kakak saya yang tak pernah lelah memberikan motivasi
selama proses awal perkulihan hingga penulisan skripsi ini.
Bapak Dr. techn. Suyitno S.T.,M.T. dan Bapak Zainal Arifin
S.T., M.T. yang telah memberi bimbingan, kedisiplinan, dan
pengalaman bekerja manjalan projek-projek.
Sahabat MEKATRO (Mesin Angkatan Rong Ewu Sepuluh) sebagai
teman menuntut ilmu dan cerita di bangku perkuliahan. Semoga
kita semua menjadi insyinyur
insyinyur muda penerus bangsa
yang sukses. Aamiiin.
Keluarga besar UKM INKAI UNS (Unit Kegiatan Mahasiswa
Institut Karate-Do Indonesia Universitas Sebelas Maret
Surakarta), sebagai keluarga sekaligus tempat menempa diri
menjadii pribadi yang lebih baik untuk menyongsong masa
depan. Semoga UKM INKAI UNS selalu menjadi tempat menempa
yang terbaik untuk mahasiswa UNS selamanya dan menghasilkan
karateka
karateka yang memiliki integritas tinggi,
tangguh, dan rendah hati yang menjunjung nilai
nilai
karate serta sumpah karate.
Dan seseorang yang spesial, Shara Maharani, yang mengisi
kekosongan hati dengan memberikan suntikan semangat, selalu
ada suka maupun duka, serta mengingatkanku untuk tak
bermalas-malasan.
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan
penyusunan skripsi dengan judul Uji Stabilitas Curcumin sebagai Natural Dye
untuk Photosensitizer pada Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) . Skripsi ini
disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan strata
satu (S1) di jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala
bantuan dan perhatian selama melaksanakan riset dan penyusunan skripsi kepada:
Allah SWT atas ridhoNya telah menghendaki terselesaikannya skripsi ini
Bapak dan Ibu serta seluruh anggota keluarga yang selalu memberikan
dukungan penuh secara moral dan materi
Bapak Dr. techn. Suyitno, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I dan
Bapak Zainal Arifin, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II yang telah
memberikan inspirasi dan bimbingan dalam menyelesaikan penulisan
skripsi ini
Bapak Dr. eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T., Bapak Agung Tri Wijayanta,
M.Eng., Ph.D., dan Bapak R. Lulus Lambang S.T., M.T. selaku dosen
penguji yang telah memberikan koreksi dalam setiap detail hasil penelitian
agar menjadi lebih baik
Seluruh Dosen Teknik Mesin yang telah memberikan ilmu, inspirasi, dan
motivasi selama menjalani proses perkuliahan
Rekan seperjuangan MEKATRO (Teknik Mesin Angkatan 2010) atas
bantuan dukungan semangat dan motivasinya selama ini, semoga selalu
diberi kumudahan dan kesuksesan karir
Keluarga Besar UKM INKAI UNS yang telah memberi warna hidup dan
pengalaman luar biasa semasa kuliah, semoga UKM INKAI UNS semakin
besar dan selalu jaya
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Catur, Dedi, Dewi, Adi, Jordie, Aryo, Aris, Bambang, Pak Basuki, Pak
Subur, dan mas Ratno yang selalu siap menemani jam ektra malam di
Laboratorium
Shara Maharani yang tak pernah lelah untuk selalu memberi dukungan,
mengingatkan, dan mendoakan ku untuk menyelesaikan skripsi ini
Semua pihak yang telah membantu dalam proses pembuatan skripsi ini,
walaupun penulis tidak bisa menyebutkan satu persatu, tetapi kontribusi
anda sekalian sangat berarti.
Penulis telah berusaha memberikan hasil yang terbaik dan penulis berharap
semoga skripsi ini bisa bermanfaat serta menambah wawasan bagi yang
membacanya. Penulis juga menyadari masih terdapat banyak kekurangan oleh
karena itu saran dan kritik yang membangun penulis harapkan untuk
menghasilkan karya berikutnya yang lebih baik lagi.
Surakarta.
Yuda Virgantara Agustia
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii
ABSTRAK ............................................................................................................ iii
ABSTRACT .......................................................................................................... iv
MOTTO ...................................................................................................................v
HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................... vi
KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii
DAFTAR ISI.......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii
DAFTAR TABEL................................................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1
1.1. Latar Belakang ...........................................................................................1
1.2. Perumusan Masalah ...................................................................................3
1.3. Batasan Masalah ........................................................................................4
1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian ..................................................................4
1.5. Sistematika Penulisan ................................................................................4
BAB II KAJIAN PUSTAKA ..................................................................................6
2.1. Tinjauan Pustaka........................................................................................6
2.1.1. Jenis zat pewarna............................................................................6
2.1.2. Pewarna alami sebagai sensitizer DSSC ........................................8
2.1.3. Parameter yang berpengaruh pada kualitas natural dye sebagai
sensitizer DSSC .............................................................................9
2.1.4. Curcumin sebagai sensitizer DSSC..............................................11
2.1.5. Mekasnisme degradasi curcumin .................................................12
2.2. Dasar Teori...............................................................................................13
2.2.1. Dye-sensitized solar cell (DSSC).................................................13
2.2.2. Cara kerja DSSC ..........................................................................14
2.2.3. Karakteristik DSSC .....................................................................14
BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................18
3.1. Tempat Pelaksanaan.................................................................................18
commit to user
3.2. Alat...........................................................................................................18
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.3. Bahan ............................................... ...................................................... 17
3.4. Diagram Alir Penelitian ...........................................................................19
3.5. Uji Stabilitas Warna dan DSSC .............................................................. 21
3.6. Variasi Pengujian ................................................................................... 22
BAB IV HASIL PENELITIAN .............................................................................24
4.1. Uji Karakteristik Pewarna pada 0 jam .....................................................23
4.2. Uji Karakteristik Pewarna padaDSSC dengan kondisi 0 jam ..................26
4.2. Uji Durability Pewarna pada DSSC.........................................................28
BAB V PENUTUP................................................................................................32
5.1. Kesimpulan ..............................................................................................32
5.2. Saran ........................................................................................................32
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................34
LAMPIRAN - LAMPIRAN ..................................................................................36
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Struktur molekul
zat pewarna alami
untuk sensitizer:
(a)
Xanthophyll, (b) Antosianin, dan (c) Curcumin (Hemalatha, K.V., et
al., 2012) ................................................................................................. 1
Gambar 1.2. Model ikatan zat pewarna alami dengan semikonduktor: a) ikatan
ester, b) ikatan chelating, dan c) ikatan jembatan bidentate (Ooyama,
Y. and Harima, Y., 2012)........................................................................ 2
Gambar 2.1. Struktur macam-macam ruthenium dye.................................................. 6
Gambar 2.2. Rumus struktur curcumin (a) bentuk Keto (b) bentuk Enol (Kim, H.-
J., et al., 2013)......................................................................................... 7
Gambar 2.3. Rumus struktur antosianin (Mateus, N., 2009) ....................................... 7
Gambar 2.4. (a) Delphinidine dan cyanidine pada ekstrak bunga rosella (b)
Ternatin pada ekstrak bunga blue pea (Wongchareea, K., et al.,
2006). ...................................................................................................... 8
Gambar 2.5. Struktur kimia: (a) cyanin (b) nasunin (Calogero, G. and Marco,
G.D., 2008) ........................................................................................... 10
Gambar 2.6. Spektrum penyerapan cahaya dari bunga rosella pada semikonduktor
TiO2: (a) ekstrak menggunakan air, setelah dirakit; (b) ekstrak
menggunakan air, setelah 3 jam disinari simulasi cahaya matahari;
(c) ekstrak menggunakan etanol, setelah dirakit; (d) ekstrak dengan
etanol,
setelah
3
jam
disinari
simulasi
cahaya
matahari
(Wongchareea, K., et al., 2006) ........................................................... 11
Gambar 2.7. Skema perkembangan sensitizer DSSC ............................................... 12
Gambar 2.8. Reaksi Hidrolisis Curcumin ................................................................. 13
Gambar 2.9. Struktur DSSC ..................................................................................... 14
Gambar 2.10.Skema kerja dari DSSC ....................................................................... 15
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ........................................................................ 20
Gambar 3.2. Skema struktur DSSC ........................................................................ 229
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.1. UV-Vis Spectrophotometry pewarna curcumin dan Cu-curcumin....... 23
Gambar 4.2. FT-IR spectrophotometry pewarna curcumin dan Cu-curcumin ......... 23
Gambar 4.3. Ikatan chelating pewarna curcumin (a) dan Cu-curcumin (b) dengan
TiO2 ..................................................................................................... 24
Gambar 4.4. Tingkat energi HOMO-LUMO pewarna curcumin dan Cu-curcumin . 25
Gambar 4.5. Kurva I-V dari DSSC dengan pewarna curcumin dan Cu-curcumin.... 27
Gambar 4.6. UV-Vis spectrophotometry dari curcumin dye pada (a) 0 jam, (b)
100 jam, dan (c) 200 jam ..................................................................... 29
Gambar 4.7. FT-IR spectrophotometry pewarna curcumin dan Cu-curcumn
setelah perlakuan 100 jam dan 200 jam ............................................... 30
Gambar 4.8. Cyclic voltametry pewarna curcumin dan Cu-curcumin setelah
perlakuan 0 jam, 100 jam, dan 200 jam ............................................... 30
Gambar 4.9. Kurva I-V dari DSSC berpewarna curcumin dan Cu_curcumin
sebelum dan setelah perlakuan 100, dan 200 jam ................................ 31
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Berbagai jenis pewarna alami untuk DSSC ..........................................9
Tabel 3.1. Variasi pengujian.................................................................................23
Tabel 4.1. Cyclic voltammetry pewarna curcumin dan Cu-curcumin .................26
Tabel 4.2. Hasil uji solar simulator ......................................................................27
Tabel 4.3. Kinerja sel surya dengan pewarna curcumin setelah diberi
perlakuan 100 dan 200 jam .................................................................28
Tabel 4.4. Prosentase penurunan kinerja sel surya setelah diberi perlakuan 100
dan 200 jam .........................................................................................28
Tabel 4.5. Cyclic voltametry dari pewarna curcumin dan Cu-curcumin pada
100 jam................................................................................................31
Tabel 4.6. Cyclic voltametry dari pewarna curcumin dan Cu-curcumin pada
200 jam................................................................................................31
commit to user
xiii