commit to user
i
LAPORAN TUGAS AKHIR
PEMBUATAN MODUL SEL SURYA BERBASIS PEWARNA
UNTUK APLIKASI
CHARGER
BATERAI
HANDPHONE
Disusun Oleh:
ELITA SILVER I 8311013
ERIN RIA MARDANI I 8311014
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
ii
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK KIMIA
Jl. Ir. Sutami No. 36 A Surakarta Telp. (0271) 632112
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Tugas Akhir : Pembuatan Modul Sel Surya Berbasis Pewarna Untuk
Aplikasi Charger Baterai Handphone
Tanggal :
Dosen Pembimbing : Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T.
Surakarta, Juli 2014
Mengetahui
Ketua Program Studi DIII Teknik Kimia
Mujtahid Kaavessina, S.T., M.T., Ph.D. NIP. 19790924 200312 1 001
Dosen Pembimbing
Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T. NIP. 19750411 199903 1 001
commit to user
iii
LEMBAR KONSULTASI
Tugas Akhir
Nama : 1. Elita Silver / I 8311013
2. Erin Ria Mardani / I 8311014
Judul TA : Pembuatan Modul Sel surya Berbasis Pewarna
Untuk Aplikasi Charger Baterai Handphone
Tanggal Mulai Bimbingan : ………...
Pembimbing : Dr. Eng. Agus Purwanto, S.T., M.T.
No Tanggal Konsultasi Paraf Ket.
Mahasiswa Dosen
Dinyatakan selesai Tanggal:
Dosen Pembimbing,
commit to user
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa 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 Mujtahid Kaavessina, S.T., M.T., Ph.D 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 , ibu dan kakak yang telah memberikan dorongan dan semangat
kepada
kami.
4. Teman-teman Diploma III Teknik Kimia angkatan 2011 yang telah
memberikan bantuan, semangat, keceriaan dan motivasi kepada kami.
5. 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, Juli 2014
commit to user
5. Perakitan dan Rangkaian Modul Sel Surya DSSC ... 12
commit to user
vi
B. Pelapisan Semikonduktor ... 27
1. Metode Spray Coating ... 27
2. Metode Doctor Blade ... 28
C. Perendaman Pewarna ... 28
D. Pembuatan Counter Electrode ... 28
E. Pembuatan DSSC ... 29
E. Pembuatan Modul DSSC ... 31
F. Karakterisasi ... 31
1. X-Ray Diffractometer (XRD) ... 31
2. Uji Transmitansi Uv-Vis ... 32
3. Uji Kurva I-V untuk Mengetahui Efisiensi ... 33
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ... 39
B. Saran ... 40
Daftar Pustaka ... 41
commit to user
vii
DAFTAR TABEL
Tabel IV.1 Data hasil pembuatan kaca konduktif FTOdengan variasi
waktu spray ... 26
Tabel IV.2 Data hasil spray TiO2 dengan variasi volume spray ... 29 Tabel IV.3 Data hasil spray TiO2 dengan variasi kadar triton ... 30 Tabel IV.4 Data hasil pelapisan metode doctor blade dengan variasi
ketebalan ... 30
commit to user
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Gambar Struktur Sel Surya Generasi pertama ... 6
Gambar II.2 Gambar Struktur Sel Surya Generasi kedua ... 6
Gambar II.3 Gambar Struktur DSSC ... 6
Gambar II.4 Cara Kerja DSSC……….. 11
Gambar II.5 Diagram Blok Pembuatan Gelas Transparan FTO ……….. 14
Gambar II.6 Diagram Blok Pelapisan Kaca Semikonduktor (Elektroda Kerja) ... 15
Gambar II.7 Diagram Blok Pembuatan Kaca Counter Elektrode………..…... 1θ Gambar II.8 DiagramBlok Perakitan Sel Surya ………... 17
Gambar II.9 Diagram Blok Perakitan Modul Sel Surya ……….. 18
Gambar III.1 Rangkaian Alat Pembuatan Kaca Konduktif FTO ……….. 21
Gambar III.2 Rangkaian Alat Spray Coating……… 21
Gambar IV.1 Kaca Konduktif FTO ………... 2θ Gambar IV.2 Spray TiO2 pada gelas FTO ………. 27
Gambar IV.3 Modul DSSC untuk Charger Baterai Handphone………... 31
Gambar IV.4 Grafik Karakterisasi XRD kaca FTO dengan Waktu Deposisi 13 Menit ………... 32
Gambar IV.5 Grafik Hasil Uji Transmitansi Kaca FTO ……… 33
Gambar IV.6 Kurva I-V DSSC ……….. 33
Gambar IV.7 Hasil Uji Efisiensi Sel Surya Metode Spray Coating dengan Volume 10 ml ……….. 34
Gambar IV.8 Hasil Uji Efisiensi Sel Surya Metode Spray Coating dengan Volume 12 ml ……….. 34
Gambar IV.9 Hasil Uji Efisiensi Sel Surya Metode Spray Coating dengan
Volume 1η ml ……….. 3η
Gambar IV.10 Hasil Uji Efisiensi Sel Surya Metode Spray Coating dengan
Volume 17 ml ……….. 3η
Gambar IV.11 Hasil Uji Efisiensi Sel Surya Metode Spray Coating dengan
commit to user
ix
Gambar IV.12 Hasil Uji Efisiensi Sel Surya Metode Spray Coating dengan
Kadar Triton η% Volume 12 ml ………. 3θ
Gambar IV.13 Hasil Uji Efisiensi Sel Surya Metode Doctor Blade dengan
Tebal 1 Selotip ……… 37
Gambar IV.14 Hasil Uji Efisiensi Sel Surya Metode Doctor Blade dengan
commit to user
x INTISARI
Elita Silver, Erin Ria Mardani, 2014, “Laporan Tugas Akhir Pembuatan Modul Sel Surya Berbasis Pewarna Untuk Aplikasi Charger Baterai
Handphone”. Program Studi Diploma III Teknik Kimia Fakultas Teknik.
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) dapat menjadi solusi pencarian sumber
energi alternatife yang dapat diperbaharui (renewable). DSSC adalah
pengembangan dari sel surya yang memanfaatkan zat warna (dye) sebagai media penangkap foton dari matahari. DSSC bisa dimanfaatkan sebagai charger baterai
handphone karena pada saat ini, handphone sudah menjadi keperluan pokok
semua orang. Charger DSSC hanya membutuhkan sinar matahari untuk dapat mengisi baterai handphone, sehingga praktis digunakan untuk orang yang mempunyai aktivitas tinggi maupun saat bepergian.
Bahan baku dari DSSC adalah kaca konduktif FTO. Kaca konduktif FTO dibuat dengan metode spray pyrolysis deposition dengan mendeposisikan larutan prekursor konsentrasi 0,7 M di permukaan substrat kaca ketebalan 2 mm pada suhu deposisi 500°C dan waktu deposisi 13 menit. Kaca konduktif FTO yang dihasilkan mempunyai hambatan rata-rata ≤ 20 .
Kaca konduktif FTO yang dilapisi TiO2 selanjutnya akan disebut semikonduktor. Semikonduktor dibuat dengan metode doctor blade dan spray
coating. Semikonduktor dengan metode spray coating dibuat dengan
menyemprotkan larutan TiO2 pada kaca konduktif FTO yang telah dipanaskan pada suhu 500°C. Selanjutnya semikonduktor disintering selama 1 jam pada suhu
500°C. Semikonduktor dengan metode doctor blade dibuat dengan melapiskan
pasta TiO2 pada kaca konduktif FTO dengan bantuan spatula atau batang pengaduk. Setelah itu semikonduktor disintering selama 5 menit pada suhu 325°C, 5 menit pada suhu 375°C, 15 menit pada suhu 450°C dan 15 menit pada suhu 500°C. Semikonduktor yang diperoleh kemudian direndam dalam larutan pewarna (dye ruthenium complex) selama 24 jam. Counter electrode dibuat dengan melapiskan platina pada kaca konduktif FTO yang sebelumnya telah dilubangi pada kedua sisi pojok sebagai tempat masuknya elektrolit, lalu
disintering selama 1 jam pada suhu 450⁰C. Semikonduktor dan counter electrode
direkatkan menggunakan thermoplastic sealant. Tahap terakhir adalah pengisian elektrolit dan penutupan lubang dengan aluminium thermoplastic laminate.
commit to user
xi ABSTRACT
Elita Silver, Erin Ria Mardani, 2014, “Final Project Report, The Creating Modul of Solar Cell Based on Dye to Handphone Battery Charger Application”. Chemical Engineering Diploma III Study Program of Engineering Faculty. Universitas Sebelas Maret University of Surakarta.
Dye-sensitized Solar Cell (DSSC) can be a source search solution alternatives of renewable energy (renewable). DSSC is the development of solar cells that utilize dye (dye) as a media capture photons from the sun. DSSC can be used as a battery charger for mobile phone at this time, mobile phones have become the basic needs of all people. Charger DSSC only need sunlight to be able to charge the phone battery, making it practical to use for people who have high activity or while traveling.
The raw material of DSSC is conductive FTO glass. FTO conductive glass is made by spray pyrolysis deposition method. Precursor solution with a concentration of 0.7 M in the surface of the glass substrate thickness of 2 mm at 500°C deposition temperature and deposition time of 13 minutes. FTO conductive glass barriers have produced an average of ≤ 20 .
FTO conductive glass coated with TiO2 hereafter referred semiconductors. Semiconductors made by doctor blade method and spray coating. Semiconductors by spray coating method were made by spraying a solution of TiO2 on FTO conductive glass that has been heated to a temperature of 500°C. Furthermore semiconductor is sintered for 1 hour at a temperature of 500°C. Semiconductor with a doctor blade method made by superimposing the TiO2 paste on FTO conductive glass with the help of a spatula or stirring rod. After the semiconductor is sintered for 5 minutes at a temperature of 325°C, 5 min at 375°C, 15 minutes at a temperature of 450°C and 15 minutes at a temperature of 500°C. Semiconductor was then soaked in a solution of the dye (the ruthenium complex dye) for 24 hours. Counter electrode is made by superimposing platinum in FTO conductive glass that had previously been drilled on both sides of the corner as the entry of the electrolyte, then is sintered for 1 h at 450°C. Semiconductors and counter electrode glued using thermoplastic sealant. The last stage is the electrolyte filling and closing the hole with aluminum thermoplastic laminate.
