PEMBUATAN GELAS TRANSPARAN FTO SEBAGAI BAHAN BAKU SEL SURYA.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
LAPORAN TUGAS AKHIR
PEMBUATAN GELAS TRANSPARAN FTO
SEBAGAI BAHAN BAKU SEL SURYA
Disusun Oleh:
EVALIKA ASTUTI FAUZIAH
I 8310031
FITRI NUR PRATIWI
I 8310033
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
anugerah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
Laporan ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Studi
Diploma Tiga Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Laporan Tugas Akhir ini disusun berdasarkan data-data yang diambil
sebagai hasil percobaan.
Penyusun menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah
menbantu sehingga dapat menyelesaikan laporan ini :
1. Bapak Bregas S.T. Sembodo, S.T., M.T. selaku Ketua Program Diploma
III Teknik Kimia UNS
2. Bapak Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing
tugas akhir.
3. Bapak dan ibu yang telah memberikan dorongan kepada kami.
4. Semua pihak yang telah membantu tersusunnya laporan tugas akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini terdapat
kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan adanya
kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan laporan ini.
Akhir kata penyusun mengharap agar laporan ini dapat bermanfaat bagi
rekan-rekan dan pembaca yang memerlukan.
Surakarta,
Penyusun
iv
Juli 2013
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...........................................................................................................
i
Lembar Pengesahan ..................................................................................................
ii
Lembar Konsultasi ....................................................................................................
iii
Kata Pengantar ..........................................................................................................
iv
Daftar Isi.....................................................................................................................
v
Daftar Tabel .............................................................................................................. vii
Daftar Gambar ........................................................................................................... viii
Intisari .......................................................................................................................
ix
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ..........................................................................
1
B. Rumusan Masalah . ...................................................................................
2
C. Tujuan ......................................................................................................
2
D. Manfaat ....................................................................................................
2
BAB II. LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka ......................................................................................
3
A.1. Gelas Transparan FTO ..................................................................
3
A.2. Sel Surya .......................................................................................
6
A.3. Gelombang Ultrasonik ..................................................................
7
A.4. Uji Karakterisasi ...........................................................................
7
B. Kerangka Pemikiran .................................................................................
8
BAB III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan ......................................................................................... 10
B. Lokasi ....................................................................................................... 10
C. Gambar Alat .............................................................................................. 11
D. Cara Kerja ................................................................................................. 11
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pembuatan Gelas Transparan FTO Metode SPD ..................................... 14
B. Pencucian dengan
C. Uji
.......................................... 14
................................................................................ 15
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
D. Uji UV Vis ................................................................................................ 17
E. Uji XRD .................................................................................................... 18
BAB V. PENUTUP
A. Kesimpulan ............................................................................................... 19
B. Saran .........................................................................................................
19
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................
x
LAMPIRAN
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel IV.1
Data Uji
terhadap Resistivitas untuk Percobaan
Variasi Waktu pada Suhu Deposisi 500 C .......................................... 15
Tabel IV.1
Data Uji
terhadap Resistivitas untuk Percobaan
Variasi Suhu pada Waktu Deposisi 8 menit ........................................
vii
16
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gelas Transparan FTO ......................................................................
3
Gambar 2.2
Struktur
6
Gambar 2.3
Diagram Alir Proses Pembuatan Gelas Transparan FTO dari Bahan
………………………................
Baku Larutan Prekursor .....................................................................
9
Gmabar 3.1
Skema Alat Pembuatan Gelas Transparan FTO ................................ 11
Gambar 4.1
Perbandingan Hasil Gelas Transparan FTO Sebelum Deposisi
dengan Sesudah Deposisi dan
Gambar 4.2
............................................. 15
Grafik Hasil Pengujian Uv Vis Tingkat Transparansi Gelas
Transpran FTO Variasi Waktu Deposisi Suhu 500 oC ....................... 17
Gambar 4.3
Grafik Hasil Pengujian Uv Vis Tingkat Transparansi Gelas
Transpran FTO Variasi Suhu Deposisi Waktu 8 menit ..................... 17
Gambar 4.4
Grafik Hasil uji XRD Gelas Transparan FTO ……........................... 18
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI
Evalika Astuti Fauziah, Fitri Nur Pratiwi, 2013, Laporan Tugas Akhir
“Pembuatan Gelas Transparan FTO Sebagai Bahan Baku Sel Surya”.
Program Studi Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik. Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
FTO (
) merupakan pelapis substrat kaca konduktif
transparan yang umumnya digunakan sebagai substrat semikonduktor pada
pembuatan DSSC
Material yang digunakan sebagai
gelas transparan konduktif lainnya adalah ITO
). FTO lebih
ideal digunakan daripada ITO karena kemampuan FTO merekat pada kaca lebih
kuat, memiliki transparansi optik yang lebih tinggi, dan FTO menunjukkan sifat
konduktif listrik yang relatif lebih tahan terhadap perlakuan pemanasan
dibandingkan dengan ITO. Hal ini membuat FTO sangat potensial digunakan
sebagai elektroda pada DSSC.
Peran gelas transparan adalah sebagai tempat melekatnya semikonduktor
sekaligus sebagai jalan lewatnya cahaya, Kaca yang telah dilapisi dengan lapisan
semikonduktor memiliki hambatan yang berbeda - beda, hambatan ini dapat
mencapai ratusan Ω/cm 2 atau lebih rendah.
Gelas transparan FTO dibuat dengan menggunakan metode
dengan mendeposisikan larutan prekursor konsentrasi 0,7 M di
permukaan substrat kaca ketebalan 2 mm pada suhu deposisi dan waktu deposisi
tertentu. Gelas transparan FTO yang telah dihasilkan selanjutnya dibersihkan
dengan
selama 300 detik kemudian dikeringkan. Berdasarkan
percobaan tersebut, didapat nilai resistivitas yang berbeda – beda dari gelas
transparan FTO yang diuji mengunakan
Gelas transparan FTO dengan kondisi deposisi yang berbeda-beda diuji
transmitansinya dengan UV-Vis Spectrophotometer. Berdasarkan hasil
pengukuran, kualitas tingkat transparansi gelas transparan FTO yang dihasilkan
berkisar antara 33 – 86%. Selain diuji transmitansinya, gelas transparan FTO juga
diuji XRD (
dari pelapis gelas transparan tersebut yaitu
SnO 2:F. Setelah dianalisa dengan program
dapat diketahui bahwa gelas
transparan FTO pada deposisi suhu 500 C waktu deposisi 8 menit memiliki
struktur kristal tetragonal.
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Evalika Astuti Fauziah, Fitri Nur Pratiwi, 2013, Final Project Report,
“Production Transparent Tin Oxide (FTO) Glass As Raw Material for Dye
Sensitized Solar Cell”. Chemical Engineering Diploma III Study Program of
Engineering Faculty. Universitas Sebelas Maret University of Surakarta.
FTO (
) is a transparent conductive coating glass
substrate that is commonly used as a semiconductor substrate in the manufacture
of DSSC (Dye-sensitized so;ar cell). The material used as a transparent ITO as the
ability to use glue on the FTO glass is stronger, has a higher optical transparentcy
and electrical conductive properties of FTO showed relatively more resistant to
heat treatment compared to ITO. This make the very potentially be used as a FTO
electrode in DSSC.
Role of transparent glass is as a semiconductor and well as the attachment
of the passage of light. Glass that has been coated with a layer of a semiconductor
having different resistivity, these resistivity can reach hundreds /cm 2 or lower.
FTO transparent glass made usingthe method of droplet/spray pyrolisis
deposition by spraying a solution of 0.7 M precursor concentration at the surface
of the glass substrate thickness of 2 mm on the deposition temperature and
deposition time certain. FTO transparent glass that has generated further cleaned
with an utrasonic clearner for 300 seconds and then dried. Based on these
experiment, different resitivity values obtained from transparent FTO glass were
tested using a four point probe
FTO transparency with different deposition condition tested transparancy
UV-Vis spectometer. Based on the measurement results, the quality level of
transparency FTO glass, It produced ranges between 42-85%. In addition to test
it’s transprarency, transparent FTO glass was also tested XRD (X-Ray
Diffractometer) of the transparency glass coatings are SnO 2;F. Having analyzed
the Match program can be seen that the FTO on the deposition temperature of
500 oC 8 minutes have tetragonal crystal structure.
x
digilib.uns.ac.id
LAPORAN TUGAS AKHIR
PEMBUATAN GELAS TRANSPARAN FTO
SEBAGAI BAHAN BAKU SEL SURYA
Disusun Oleh:
EVALIKA ASTUTI FAUZIAH
I 8310031
FITRI NUR PRATIWI
I 8310033
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
anugerah-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
Laporan ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Studi
Diploma Tiga Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Laporan Tugas Akhir ini disusun berdasarkan data-data yang diambil
sebagai hasil percobaan.
Penyusun menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah
menbantu sehingga dapat menyelesaikan laporan ini :
1. Bapak Bregas S.T. Sembodo, S.T., M.T. selaku Ketua Program Diploma
III Teknik Kimia UNS
2. Bapak Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing
tugas akhir.
3. Bapak dan ibu yang telah memberikan dorongan kepada kami.
4. Semua pihak yang telah membantu tersusunnya laporan tugas akhir ini.
Penyusun menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini terdapat
kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan adanya
kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk kesempurnaan laporan ini.
Akhir kata penyusun mengharap agar laporan ini dapat bermanfaat bagi
rekan-rekan dan pembaca yang memerlukan.
Surakarta,
Penyusun
iv
Juli 2013
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul ...........................................................................................................
i
Lembar Pengesahan ..................................................................................................
ii
Lembar Konsultasi ....................................................................................................
iii
Kata Pengantar ..........................................................................................................
iv
Daftar Isi.....................................................................................................................
v
Daftar Tabel .............................................................................................................. vii
Daftar Gambar ........................................................................................................... viii
Intisari .......................................................................................................................
ix
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ..........................................................................
1
B. Rumusan Masalah . ...................................................................................
2
C. Tujuan ......................................................................................................
2
D. Manfaat ....................................................................................................
2
BAB II. LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka ......................................................................................
3
A.1. Gelas Transparan FTO ..................................................................
3
A.2. Sel Surya .......................................................................................
6
A.3. Gelombang Ultrasonik ..................................................................
7
A.4. Uji Karakterisasi ...........................................................................
7
B. Kerangka Pemikiran .................................................................................
8
BAB III. METODOLOGI
A. Alat dan Bahan ......................................................................................... 10
B. Lokasi ....................................................................................................... 10
C. Gambar Alat .............................................................................................. 11
D. Cara Kerja ................................................................................................. 11
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pembuatan Gelas Transparan FTO Metode SPD ..................................... 14
B. Pencucian dengan
C. Uji
.......................................... 14
................................................................................ 15
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
D. Uji UV Vis ................................................................................................ 17
E. Uji XRD .................................................................................................... 18
BAB V. PENUTUP
A. Kesimpulan ............................................................................................... 19
B. Saran .........................................................................................................
19
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................
x
LAMPIRAN
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel IV.1
Data Uji
terhadap Resistivitas untuk Percobaan
Variasi Waktu pada Suhu Deposisi 500 C .......................................... 15
Tabel IV.1
Data Uji
terhadap Resistivitas untuk Percobaan
Variasi Suhu pada Waktu Deposisi 8 menit ........................................
vii
16
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Gelas Transparan FTO ......................................................................
3
Gambar 2.2
Struktur
6
Gambar 2.3
Diagram Alir Proses Pembuatan Gelas Transparan FTO dari Bahan
………………………................
Baku Larutan Prekursor .....................................................................
9
Gmabar 3.1
Skema Alat Pembuatan Gelas Transparan FTO ................................ 11
Gambar 4.1
Perbandingan Hasil Gelas Transparan FTO Sebelum Deposisi
dengan Sesudah Deposisi dan
Gambar 4.2
............................................. 15
Grafik Hasil Pengujian Uv Vis Tingkat Transparansi Gelas
Transpran FTO Variasi Waktu Deposisi Suhu 500 oC ....................... 17
Gambar 4.3
Grafik Hasil Pengujian Uv Vis Tingkat Transparansi Gelas
Transpran FTO Variasi Suhu Deposisi Waktu 8 menit ..................... 17
Gambar 4.4
Grafik Hasil uji XRD Gelas Transparan FTO ……........................... 18
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI
Evalika Astuti Fauziah, Fitri Nur Pratiwi, 2013, Laporan Tugas Akhir
“Pembuatan Gelas Transparan FTO Sebagai Bahan Baku Sel Surya”.
Program Studi Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik. Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
FTO (
) merupakan pelapis substrat kaca konduktif
transparan yang umumnya digunakan sebagai substrat semikonduktor pada
pembuatan DSSC
Material yang digunakan sebagai
gelas transparan konduktif lainnya adalah ITO
). FTO lebih
ideal digunakan daripada ITO karena kemampuan FTO merekat pada kaca lebih
kuat, memiliki transparansi optik yang lebih tinggi, dan FTO menunjukkan sifat
konduktif listrik yang relatif lebih tahan terhadap perlakuan pemanasan
dibandingkan dengan ITO. Hal ini membuat FTO sangat potensial digunakan
sebagai elektroda pada DSSC.
Peran gelas transparan adalah sebagai tempat melekatnya semikonduktor
sekaligus sebagai jalan lewatnya cahaya, Kaca yang telah dilapisi dengan lapisan
semikonduktor memiliki hambatan yang berbeda - beda, hambatan ini dapat
mencapai ratusan Ω/cm 2 atau lebih rendah.
Gelas transparan FTO dibuat dengan menggunakan metode
dengan mendeposisikan larutan prekursor konsentrasi 0,7 M di
permukaan substrat kaca ketebalan 2 mm pada suhu deposisi dan waktu deposisi
tertentu. Gelas transparan FTO yang telah dihasilkan selanjutnya dibersihkan
dengan
selama 300 detik kemudian dikeringkan. Berdasarkan
percobaan tersebut, didapat nilai resistivitas yang berbeda – beda dari gelas
transparan FTO yang diuji mengunakan
Gelas transparan FTO dengan kondisi deposisi yang berbeda-beda diuji
transmitansinya dengan UV-Vis Spectrophotometer. Berdasarkan hasil
pengukuran, kualitas tingkat transparansi gelas transparan FTO yang dihasilkan
berkisar antara 33 – 86%. Selain diuji transmitansinya, gelas transparan FTO juga
diuji XRD (
dari pelapis gelas transparan tersebut yaitu
SnO 2:F. Setelah dianalisa dengan program
dapat diketahui bahwa gelas
transparan FTO pada deposisi suhu 500 C waktu deposisi 8 menit memiliki
struktur kristal tetragonal.
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Evalika Astuti Fauziah, Fitri Nur Pratiwi, 2013, Final Project Report,
“Production Transparent Tin Oxide (FTO) Glass As Raw Material for Dye
Sensitized Solar Cell”. Chemical Engineering Diploma III Study Program of
Engineering Faculty. Universitas Sebelas Maret University of Surakarta.
FTO (
) is a transparent conductive coating glass
substrate that is commonly used as a semiconductor substrate in the manufacture
of DSSC (Dye-sensitized so;ar cell). The material used as a transparent ITO as the
ability to use glue on the FTO glass is stronger, has a higher optical transparentcy
and electrical conductive properties of FTO showed relatively more resistant to
heat treatment compared to ITO. This make the very potentially be used as a FTO
electrode in DSSC.
Role of transparent glass is as a semiconductor and well as the attachment
of the passage of light. Glass that has been coated with a layer of a semiconductor
having different resistivity, these resistivity can reach hundreds /cm 2 or lower.
FTO transparent glass made usingthe method of droplet/spray pyrolisis
deposition by spraying a solution of 0.7 M precursor concentration at the surface
of the glass substrate thickness of 2 mm on the deposition temperature and
deposition time certain. FTO transparent glass that has generated further cleaned
with an utrasonic clearner for 300 seconds and then dried. Based on these
experiment, different resitivity values obtained from transparent FTO glass were
tested using a four point probe
FTO transparency with different deposition condition tested transparancy
UV-Vis spectometer. Based on the measurement results, the quality level of
transparency FTO glass, It produced ranges between 42-85%. In addition to test
it’s transprarency, transparent FTO glass was also tested XRD (X-Ray
Diffractometer) of the transparency glass coatings are SnO 2;F. Having analyzed
the Match program can be seen that the FTO on the deposition temperature of
500 oC 8 minutes have tetragonal crystal structure.
x