Waktu dan tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan September 2008 – Juni 2009 di Laboratorium Biofisika, Laboratorium Material dan Laboratorium Fisika lanjut Departemen Fisika IPB. Karakterisasi x-ray diffraction (XRD) dan scanning electron microscope (SEM) dilaksanakan di PPGL Bandung.
.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah neraca analitik,beaker glasss, statip, pengaduk,
crucible (cawan keramik), pipet mohr, magnetic strirrer, hotplate, furnace, pH meter digital, termometer digital, labu takar, tabung reaksi, ultrasonic bath dan gelas kimia. Bahan yang digunakan adalah kompleks klorofil-Cu, kaca TCO, HCl, etanol, acetyl aceton, Polietilenglikol 4000 (PEG), film alumunium, akuades, CdCl2 (cadmium sulfat), H2NCSNH2 (thiourea), TEA, C6H5NH2 (aniline) dan
(NH4)2S2O8 (Ammoniumperoxodisulfat), kertas saring wheatman.
Metode Pembuatan dan Karakterisasi Karakterisasi Optik dan Listrik Kompleks Klorofil-Cu
Sebanyak 20 gram kompleks klorofil-Cu 0 ppm, 50 ppm, 100 ppm dan 150 ppm dilarutkan di dalam 5 ml etanol. Larutan dihomogenkan dengan distirrer di atas magnetic strirrer, kemudian diukur absorpsinya dengan Ocean Optic Spectrophotometer.
Sifat listrik kompleks klorofil-Cu di uji dengan membentuk sel ITO/Klorofil/Al. Kaca TCO (kaca berlapis ITO) dibersihkan di dalam ultrasonic bath dengan akuades. Sebanyak 50 mg kompleks klorofil-Cu dilarutkan dengan 0.5 ml acetylaceton. Larutan dihomogenkan di dalam ultrasonic bathselama 10 menit. Sebanyak 0.2 ml larutan kompleks klorofil-Cu dicampur dengan 80 mg PEG, untuk menghasilkan gel klorofil kemudian dihomogenkan di dalam
ultrasonic bath selama 10 menit.
Lapisan tipis klorofil dibuat dengan meneteskan 4 – 5 tetes Klorofil di atas film alumunium. Luas daerah penetesan pada film alumunium kurang lebih
TCO dan dipanaskan pada suhu 60 C selama satu jam. Sel tersebut kemudian didinginkan sampai mengering. Sifat semikonduktif klorofil diukur dengan menggunakan Keithly 2400 Source Meter dengan memasangkan elektroda negatif pada kontak Al, dan elektroda positif pada kontak ITO. Tegangan bias yang diberikan dipindai dari -4 V hingga +4V, dengan kenaikan 0,2 volt/detik.
Pembuatan dan Karakterisasi Sel ITO/CdS/Klorofil/ITO
Film CdS dibuat dengan mendeposisikan larutan prekursor CdS pada kaca TCO (ITO) dengan metode chemical bath deposition (CBD). Kaca TCO dicuci dengan sabun khusus, dibilas dengan aquadest dan dibersikan di dalam ultrasonic bath selama 10 menit. Kaca TCO diangkat dan dikeringkan. Kaca TCO yang telah kering ditempelkan secara vertikal pada dinding gelas kimia berukuran 200 ml.
Larutan prekursor CdS dibuat dengan mencapur 30 ml Cadmium sulphate
[0.25], 30 ml Thiourea [0,25], 20 ml NH4OH 95%, dan 5 ml TEA. Larutan
dimasukan ke dalam gelas kimia berukuran 200 ml yang berisi kaca TCO. Gelas kimia 200 ml ditempatkan di dalam gelas kimia berukuran 1000 ml yang bersisi 100 ml air. Larutan diputar dengan kecepatan 500 rpm dan dipanaskan pada suhu 70 0C selama 4 jam.
Lapisan CdS pada kaca TCO hasil deposisi (film CdS) kemudian diangkat dan dibersihkan di dalam ultrasonic bath. Film CdS dipanaskan pada suhu 200 0C selama 30 menit. Sifat optik, struktur dan morfologi film dikarakterisasi dengan
Ocean Optic Spectrophotometer, XRD (x-ray diffraction) dan SEM (scanning electron microscope).
Sebanyak Empat sampai lima tetes Klorofil diteteskan di atas film CdS (9 mm x 10 mm) kemudian ditutup dengan kaca TCO. Film ITO/CdS/Klorofil/ITO dipanaskan pada suhu 60 0C selama satu jam, kemudian dikeringkan pada suhu ruang.
Karakteristik arus-tegangan (I-V) dalam keadaan gelap dan terang diukur dengan menggunakan Keithly 2400 Source Meter. Pengukuran dilakukan dengan menghubungkan elektroda negatif pada kontak ITO/CdS, dan elektroda positif pada kontak klorofil/ITO. Tegangan bias yang diberikan dipindai dari -4 V hingga
+4V, dengan kenaikan 0,2 volt/detik. Respon dinamik tegangan diukur dengan sensor tegangan yang dihubungkan dengan Interface Scientific Workshop 750 (PASCO). Data diambil dengan menggunakan software Data Studio. Kurva I-V diplot dari data arus dan tegangan yang diukur menggunakan multimeter digital.
Pembuatan dan Karakterisasi Sel ITO/CdS/Klorofil/PANI/ITO
Pembuatan sel ITO/CdS/Klorofil/PANI/ITO diawali dengan proses polimerisasi polianilin (PANI) dari aniline. Polimerisasi aniline dilakukan pada suhu ruang. Sebanyak 1 ml aniline dicampur dengan 200 ml akuades. Sebanyak satu gram (NH4)2S2O8 dicampur dengan 10 ml HCl [1], [2] dan [3]. Masing-
masing larutan HCl-(NH4)2S2O8 dicampur dengan larutan aniline pada tiga gelas
kimia yang berbeda. Ketiga campuran aniline-HCl-(NH4)2S2O8 dengan kecepatan
500 rpm pada suhu ruang selama 1.5 jam. Ketiga larutan diaging selama 24 jam, kemudian disaring dengan kertas saring wheatman.
PANI dengan berbagai konsentrasi donor H+ (HCl) dideposisikan di atas kaca TCO dengan metode casting. Luas daerah pendeposisian sekitar 10 mm x 9 mm. Film PANI pada kaca TCO dipanaskan pada suhu 60 0C selama satu jam kemudian dibiarkan mengering pada suhu ruang.
Pembuatan struktur sel ITO/CdS/Klorofil/PANI/ITO dilakukan dengan meneteskan empat sampai lima tetes klorofil di atas film PANI/ITO. Lapisan klorofil kemudian dijepit dengan film ITO/CdS. Susunan sel yang akan terbentuk hasil pelapisan tersebut adalah ITO/CdS/Klorofil/PANI/ITO. Sel kemudian dipanaskan pada suhu 60 0C selama satu jam dan dikeringkan pada suhu ruang.
Karakteristik arus-tegangan (I-V) dalam keadaan gelap dan terang diukur dengan menggunakan Keithly 2400 Source Meter. Pengukuran dilakukan dengan menghubungkan elektroda negatif dengan kontak ITO/CdS, dan elektroda positif dengan kontak klorofil/ITO. Tegangan bias yang diberikan dipindai dari -4 V hingga +4V, dengan kenaikan 0,2 volt/detik. Respon dinamik tegangan dan kurva I-V masing-masing di ukur menggunakan alat yang sama dengan pengukuran respon dinamik tegangan dan kurva I-V sel ITO/CdS/Klorofil/ITO.
ITO/CdS/Klorofil/ITO ditunjukkan pada Tabel 1, sedangkan sel ITO/CdS/Klorofil/PANI/ITO ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 1 Kode sampel sel ITO/CdS/Klorofil/ITO
Kode sel Struktur sel Konsentrasi Cu pada klorofil (ppm)
A21 ITO/CdS/Klorofil-50/ITO 50
A22 ITO/CdS/Klorofil-100/ITO 100
A23 ITO/CdS/Klorofil-150/ITO 150
Tabel 2 Kode sampel sel ITO/CdS/Klorofil/PANI/ITO
Kode Sel Struktur Sel Konsentrasi Cu di
dalam klorofil (ppm) Konsentrasi PANI (M) A1 ITO/CdS/Klorofil-50/PANI1/ITO 50 1 B1 ITO/CdS/Klorofil-100/PANI1/ITO 100 C1 ITO/CdS/Klorofil-150/PANI1/ITO 150 A2 ITO/CdS/Klorofil-50/PANI2/ITO 50 2 B2 ITO/CdS/Klorofil-100/PANI2/ITO 100 C2 ITO/CdS/Klorofil-150/PANI2/ITO 150 A3 ITO/CdS/Klorofil-50/PANI3/ITO 50 3 B3 ITO/CdS/Klorofil-100/PANI3/ITO 100 C3 ITO/CdS/Klorofil-150/PANI3/ITO 150