T1 192008007 Full text

PENGARUH pH LARUTAN ANTOSIANIN STRAW BERRY DALAM FABRIKASI

PROTOTIPE DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)

Oleh,

M ochamad Choirul M isbachudin

NIM : 192008007

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Sains dan M atematika

guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk memperoleh gelar

Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

FAKULTAS SAINS DAN M ATEM ATIKA

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA W ACANA

SALATIGA

v

M OTTO

“Ilmu itu lebih baik daripada harta. Ilmu menjaga engkau dan

engkau menjaga harta. Ilmu itu penghukum (hakim) dan harta

terhukum”

“Tuntutlah

ilmu,sesungguhnya

menuntut

ilmu

adalah

pendekatan

diri

kepada

Allah

Azza

w ajalla,

dan

mengajarkannya kepada orang yang tidak mengetahuinya

adalah

sodaqoh.

Sesungguhnya

ilmu

pengetahuan

menempatkan orangnya dalam kedudukan terhormat dan

mulia (tinggi). Ilmu pengetahuan adalah keindahan bagi

ahlinya di dunia dan di akhirat” (HR. Ar-Rabii’)

“Carilah ilmu dari buaian sampai liang lahat”(HR. M uslim)

“Barang siapa yang menempuh suatu jalan untuk menuntut

ilmu, Allah akan memudahkan baginya jalan ke surga” (HR

M uslim)

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT, at as lim pahan rahmat dan karuniaNya penulis dapat m enyelesaikan penelitian t ugas akhir ini sebagai syarat kelulusan dari Fakult as Sains dan M at em at ika UKSW pada program st udi Pendidikan Fisika.

Perjuangan yang dilakukan penulis dapat berjalan lancar at as bant uan dan dukungan berbagai pihak. Unt uk it u penulis m engucapkan t erim akasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Adit a Sut resno, S.Si., M .Sc. selaku pem bim bing ut am a dan Bapak Prof. Dr. Ferdy

Sem uel Rondonuw u, M .Sc. selaku pem bim bing pendam ping. Terim a kasih unt uk bim bingan, bant uan, pengarahan, dan nasehat dalam penyusunan t ugas akhir ini.

2. Bapak, Ibu dan kakak t ercint a yang selalu m em berikan sem angat dan do’a.

3. Dosen-dosen Fisika dan Pendidikan Fisika ( Ibu Dra. M arm i Sudarm i, M .Si, Ibu M ade Rai Suci Shant i N.A. S.Si., M .Pd, Ibu Diane Noviandini, S.Pd., M .Pd, Ibu Debora Nat alia Sudjit o, S.Pd., M .Ps.Ed, Bapak Adit a Sut resno, S.Si., M .Sc, Bapak Andreas Setiaw an, S.Si, M T, Bapak Dr. Suryasat riya Trihandaru, M .Sc.Nat ., Bapak Prof. Dr. Ferdy Sem uel Rondonuw u, M .Sc., Bapak Nur Aji Wibow o, S.Si., M .Si, Bapak Wahyu Hari Krist iyant o S.Pd., M .Pd) t erim a kasih at as ilm u yang sangat berguna bagi penulis.

4. M as Tri, M as Sigit , dan Pak Tafip selaku laboran Fisika dan Pendidikan Fisika FSM UKSW. Terim akasih unt uk bant uannya.

5. Tim DSSC (ferri, gino, dw ex) dan t em an seperjuangan (joko, surip, idem , indri) t erim akasih at as kerjasam anya.

6. Tem an-t em an Program St udi Fisika dan Pendidikan Fisika angkat an 2008 (ferri, joko, surip, pandu, kelik, Candra, Rio, nit a, shint a, dam m ay, dest ya, m orit a, dan sem uanya) yang t elah m enjadi rekan kerja, dan t em an set ia selam a m asa-m asa perkuliahan. Sert a adik-adik m aupun kakak angkat an yang t idak dapat disebut kan sat u persat u nam anya. Terim a kasih at as kebersam aannya.

7. Dekan Fakult as Sains dan M at em at ika Bapak Dr. Suryasat riya Trihandaru, S.Si., M .Sc.Nat . besert a jajarannya.

8. Pihak DIKTI yang t elah mem biayai penelit ian t ugas akhir ini.

9. Sem ua pihak yang penulis t idak sebut kan sat u persat u nam anya yang t urut dan t erlibat dalam penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahw a t ugas akhir ini m asih banyak t erdapat kekurangan. Oleh karena it u penulis m engharapkan krit ik dan saran yang m embangun dari pem baca guna perbaikan di m asa m endat ang.

Akhir kat a, sem oga t ulisan ini bisa berm anfaat bagi penulis pada khususnya dan pem baca pada um um nya, unt uk dijadikan sebagai bahan pert im bangan dalam pengem bangan pendidikan dan ilm u penget ahuan.

Salat iga, 17 Januari 2014 Penulis,

vii DAFTAR ISI

HALAM AN JUDUL ... i

LEM BAR PENGESAHAN ... ii

LEM BAR PERNYATAAN KEASLIAN ... iii

LEM BAR HAK BEBAS ROYALTI DAN PUBLIKASI ... iv

M OTTO ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... vii

ABSTRAK ... 1

PENDAHULUAN ... 1

TINJAUAN PUSTAKA ... 2

A. Ant osianin ... 2

B. Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) ... 3

C. Karakt erist ik Arus-Tegangan Sel Surya DSSC ... 4

D. Derajat Keasam an (pH) ... 5

M ETODOLOGI PENELITIAN ... 5

1. Bahan dan Alat ... 5

2. Preparasi Elekt roda TiO2 ... 5

3. Ekst raksi Dye Ant osianin... 6

4. Preparasi Elekt rolit ... 7

5. Preparasi Elekt roda Karbon ... 7

6. Pem buat an Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC)... 7

7. Karakt erisasi Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) ... 8

HASIL DAN PEM BAHASAN ... 8

KESIM PULAN... 10

1

PENGARUH pH LARUTAN ANTOSIANIN STRAW BERRY DALAM FABRIKASI

PROTOTIPE DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)

M ocham ad Choirul M isbachudin1,2, Ferdy S. Rondonuw u1,2, Adit a Sut resno1,2

1

Progam St udi Pendidikan Fisika Fakult as Sains dan M at emat ika

2

Progam St udi Fisika Fakult as Sains dan M at emat ika Universit as Krist en Sat ya Wacana

Jln. Diponegoro No. 52-60 Salat iga

adit a@st aff.uksw.edu

Abstrak- Telah difabrikasi prot otipe Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) dengan mem anfaat kan ekst rak

ant osianin st raw berry sebagai fot osensitizer. DSSCini t erdiri dari sepasang subst rat kaca berlapis ITO sebagai elekt roda dan count er elekt roda. Pada elekt roda dideposisikan lapisan nanokrist al TiO2 berpori

sebagai fot oanoda dan disensit isasi dye ant osianin, sedangkan count er elekt roda dideposisikan lapisan karbon. Kedua elekt roda disusun dengan st rukt ur sandwich dengan dipisahkan oleh elekt rolit redoks (I -/ I3

-). Sel surya direndam dalam dye ant osianin dengan pH yang berbeda, yait u pH 3.0, pH 2.5, dan pH 2.0. Hasil pengujian sel surya m enunjukkan bahw a sel surya yang direndam dengan pH 2.0 m em iliki keluaran yang paling t inggi, dim ana arus rangkaian pendek (Isc) yang didapat kan sebesar 45 µA dan

t egangan rangkaian buka (Voc)sebesar 321 m V, sert a besar rapat arus (Jsc) adalah 20 µA/ cm 2

. Sedangkan efisiensi konversi energinya sebesar 2,56 × 10-3 %.

Kata kunci : ant osianin, pH, dye-sensitizer, Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC).

Abstract- The prot ot ype of Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) has been fabricat ed using ant hocyanin

ext ract from fresh st rawberry as t he phot osensitizer. This DSSC consist of a pair of ITO-coated glass subst rat e as t he elect rode and count er elect rode. Perm eable TiO2 nanocryst al layer w as deposited as

fot oanoda and ant hocyanin dye sensitized at t he electrode, w hile t he count er elect rode w as deposit ed carbon layer. Bot h elect rodes w ere arranged in sandwich st ruct ure, separat ed by redox electrolyte (I-/ I3

-). Solar cell w as soaked in ant hocyanin dye wit h different pH: pH 3.0, pH 2.5, and pH 2.0. The result s show ed t hat t he solar cell soaked w it h pH 2.0 has t he highest out put , w here it is obt ained 45 µA of t he short -circuit current (Isc) and 321 mV of t he open-circuit volt age (Voc), and 20 µA/ cm

2

of current densit y (Jsc). While t he energy conversion efficiency is 2,56 × 10

-3

%.

Keyw ords : ant hocyanin, pH, dye-sensitizer, Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC)

PENDAHULUAN

A. Krisis Energi

2

m em ungkinkan unt uk dijadikan sebagai solusi penggant i dari sum ber daya energi fosil, karena sum ber energi ini t ersedia dalam jum lah yang sangat besar dan m elim pah.

M ichael Grat zel m erupakan seorang penelit i yang pert am a kali berhasil m engem bangkan sist em sel surya t ersint esa pew arna (Dye Sensit ized Solar Cell) [3,4]. Bio sel surya yang dikem bangkan Grat zel ini proses pem buat annya cukup sederhana sert a biayanya relatif m urah, dan bahan dasarnya m udah diperoleh di pasaran [5]. Nam un sel surya ini m asih perlu banyak pengem bangan lebih lanjut guna m eningkat kan efisiensi konversi energi phot o elekt rokim ianya.

Dalam penelit ian yang t elah dilakukan penulis sebelum nya dengan judul St udi Aw al Ekst rak Ant osianin St rawberry sebagai Fot osensit izer dalam Pembuat an Prot ot ipe Dye Sensitized Solar Cell (DSSC), penulis t elah m elakukan penelit ian aw al unt uk m enget ahui bagaim ana pengaruh jumlah konsent rasi ant osianin t erhadap hasil keluaran sel surya DSSC. Dalam penelit ian t ersebut dilakukan ekst raksi ant osianin st raw berry dengan beberapa variasi perbandingan cam puran pelarut, yait u ant ara m et anol, asam aset at , dan aquades. Dari hasil pengujian sel surya menunjukkan bahw a perbandingan yang paling efekt if unt uk ekst raksi ant osianin st raw berry adalah dengan cam puran pelarut m et anol, asam aset at , dan aquades yait u 25 : 4 : 21 [ 6]. Pada penelit ian lain yang berjudul Pembuat an Prot ot ipe Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) dengan M emanfaat kan Ekst rak Ant osianin St rawberry, penulis juga t elah m elakukan penelit ian t erhadap karat erist ik arus dan t egangan sel surya DSSC dengan variasi pengenceran dye ekst rak ant osianin st raw berry. Hasil pengujian sel surya DSSC m enunjukkan bahw a ekst rak ant osianin st raw berry t anpa pengenceran m emiliki arus rangkaian pendek (Isc) dan t egangan rangkaian buka (Voc) yang paling besar. Dengan kat a lain sem akin tinggi konsent rasi ant osianin, m aka sem akin t inggi pula arus dan t egangan keluaran yang dihasilkan [7].

Unt uk penelit ian lanjut guna m eningkat kan efisiensi konversi energi dari sel surya DSSC, m aka dalam penelit ian ini akan dilakukan kajian t ent ang pengaruh pH larut an ant osianin t erhadap efisiensi Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC).

B. Antosianin

Ant osianin m erupakan pigm en larut air yang secara alam i t erdapat pada berbagai jenis t um buhan dan buah-buahan. Pigm en t ersebut akan m em berikan w arna m erah, biru dan ungu pada buah, bunga dan daun yang m asuk dalam klas flavonoids. Senyawa ant osionin yang paling banyak dit em ukan adalah pelargonidin (orange), cyanidin (orange-merah), peonidin

(orange-m erah), delphinidin (biru-m erah), pet unidin (biru-m erah) dan malvidin (biru-m erah) [8]. Ant osianin st raw berry m erupakan senyaw a yang t erm asuk dalam gugusan pelargonidin.

3

Gam bar 1. a. St rukt ur kim ia dasar dari ant osianin, b. Dua m acam st rukt ur kim ia ant osianin dalam m edia asam dan basa, c. Rangkaian m ekanisme ant osianin dengan TiO2 [8].

C. Dye Sensitized Solar Cell (DSSC)

Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) t erdiri dari sepasang subst rat kaca berlapis ITO (indium– t in oxide) yang berperan sebagai elekt roda dan count er elekt roda. Pada elekt roda

dideposisikan lapisan nanokrist al TiO2 berpori sebagai fot oanoda, dan disensit isasi dye ant osianin sebagai fot osensit izer sel surya. Sedangkan unt uk count er elekt roda dilapisi kat alis dengan dideposisi m enggunakan lapisan karbonunt uk m em percepat reaksi redoks. Kedua elekt roda kem udian disusun dengan st rukt ur sandw ich dengan dipisahkan oleh elekt rolit redoks (I-/ I3-), sepert i yang t unjukkan pada Gam bar 2 [ 5,9].

Gam bar 2. Skem a Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) [10] dengan m odifikasi gam bar.

Skem a prinsip kerja dari Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) dit unjukkan pada Gam bar 3. Energi fot on diserap oleh dye (D) sehingga elekt ron berpindah dari level energi t erendah (HOM O) ke level energi t ert inggi (LUM O).

D + cahaya D*

Pada keadaan t ereksit asi (D*) dye m enginjeksi elekt ron m enuju pit a konduksi (conduct ion band/ CB) semi kondukt or TiO2. Kem udian elekt ron t ersebut m elew at i TiO2 menuju elekt roda ITO dan selanjut nya elekt ron m engalir m enuju elekt roda law an (count er elekt roda)

[image:12.595.199.428.71.257.2] [image:12.595.90.508.302.616.2]

4 D* + TiO2 e

(TiO2) + D +

Selanjut nya elekt ron m asuk kem bali ke dalam sel dan m ereduksi (I+) yang ada pada elekt rolit . Set elah it u dye t eroksidasi (D+) m enerim a elekt ron dari (I3

-) dan t ergenerasi kem bali m enjadi (D) [5].

D+ + e- (TiO2) D + TiO2

2 D+ + 3I- 2D + I3

-Gam bar 3. Prinsip kerja sel surya nanopart ikel TiO2 t ersensit isasi dye [5] dengan m odifikasi gam bar.

D. Karakteristik Arus-Tegangan Sel Surya DSSC

Pengukuran konversi energi cahaya m enjadi energi list rik digam barkan dalam kurva arus-t egangan (J-V) sepert i pada Gam bar 4.

[image:13.595.96.510.134.765.2]

5

Gam bar 4. m enunjukkan t egangan rangkaian buka at au t egangan open circuit (Voc), t egangan m aksim um (Vmax), rapat arus rangkaian pendek at au rapat arus sort circuit (Jsc), dan rapat arus m aksim um (Jmax). Tegangan rangkaian buka (Voc) dihasilkan ket ika sel dalam kondisi

open circuit sehingga t idak ada arus yang m engalir dalam rangkaian. Sedangkan arus rangkaian pendek (Jsc) dihasilkan pada saat sel dalam kondisi sort circuit sehingga arus akan m engalir [12]. Selain it u karakt erist ik lainnya yang m em pengaruhi efisiensi sel surya adalah nilai fakt or pengisian at au fill fact or (FF). Nilai dari fill fact or (FF) dapat dihit ung dengan m enggunakan persam aan :

max max sc oc

J

V

FF

J

V







dengan,

max max max sc oc

P



J



V



J



V



FF

Sehingga unt uk menghit ung

efisiensi konversi energi (η) da

ri sel surya DSSC dapat dicari dengan m enggunakan persam aan :

max

100%

sc oc

100%

in in

P

J

V

FF

P

P















E. Derajat Keasaman (pH)

pH berasal dari kat a pot ent ial of Hydrogen. pH at au derajat keasam an m erupakan ukuran konsent rasi ion hidrogen yang m enunjukkan keasam an at au kebasaan suat u zat . Besarnya nilai pH bervariasi, yait u dari 1 hingga 14. Larut an yang net ral m em iliki pH bernilai 7, sedangkan larut an asam m em iliki nilai pH

˂ 7, dan

larut an basa m em iliki nilai pH

˃

7.

Kondisi pH sangat m em pengaruhi st abilit as/ keset im bangan dari larut an ekst rak ant osianin. Larut an ant osianin m emiliki lim a bent uk keset im bangan yang bergant ung pada kondisi pH, yait u kat ion flavilium, basa karbinol, kalkon, basa quinonoidal, dan quinonoidal anionik. Ket ika dalam kondisi pH yang sangat asam , ant osianin m emiliki bent uk kat ion flavilium, dim ana ant osianin berada pada kondisi paling st abil dan paling berw arna. Sedangkan pada pH yang lebih basa, ant osianin akan berw arna kuning (bentuk kalkon), berw arna biru (bent uk quinouid), at au t idak berw arna (basa karbinol) [13].

M ETODOLOGI PENELITIAN

1. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelit ian ini ant ara lain adalah buah st raw berry, subst rat kaca berlapis ITO (indium–t in oxide)), Tit anium dioxide (TiO2), Pot assium Iodide (KI), Iodine (I2), Polyet hylene Glycol (PEG), aset on, et anol, m et anol, asam aset at , dan aquades. Sedangkan alat -alat yang digunakan ant ara lain adalah m ult im et er digit al, resist or, M agnet ic Stirrer, isolat ipe, pensil, t im bangan digit al, erlenm eyer, gelas ukur, beaker glass, pipet , m ort ar, pisau, binder clips, kert as saring, corong, kert as t isu, alum unium foil, pH Indikat or Acilit, lam pu xenon. 2. Preparasi Elekt roda TiO2

[image:14.595.89.513.213.364.2]

6

kem udian diaduk m enggunakan magnet ic st irer selama 30 m enit . Tahap selanjut nya past a TiO2 dideposisikan pada subst rat kaca berlapis ITO dan kem udian dipanaskan dengan suhu 2000C selam a ±20 m enit .

Gam bar 5. Skem a Deposisi TiO2 pada Kaca ITO.

3. Ekstraksi Dye Antosianin

Buah st raw berry yang masih segar dit im bang sebanyak 40 gram dan dit um buk dengan m ort ar sam pai halus. Kem udian dim asukkan dalam t abung erlenm eyer yang t elah dilapisi dengan alum unium foil, dan selanjut nya direndam dengan cam puran pelarut 50 m l m et anol, 8 m l asam aset at , dan 42 m l aquades selam a 24 jam . Set elah it u, ekst rak ant osianin disaring dengan m enggunakan kert as saring (filt er) dan dim asukkan ke dalam bot ol gelap at au bot ol yang t elah dilapisi dengan alum unium foil (Gam bar 6). Unt uk m em buat variasi larut an ekst rak ant osianin st raw berry dengan pH yang berbeda, m aka dilakukan ekst raksi dengan pengurangan sert a penam bahan asam aset at pada masing-m asing cam puran pelarut (Gam bar 7). Dalam hal ini, m enggunakan cam puran pelarut 50 m l m et anol, 4 m l asam aset at , 42 m l, sert a cam puran pelarut 50 m l m etanol, 12 m l asam aset at , 42 m l. Tahap selanjut nya, ket iga larut an ekst rak ant osianin kem udian diukur pH nya dengan m enggunakan pH Indikat or Acilit .

[image:15.595.114.474.121.320.2] [image:15.595.93.499.478.718.2]

7

Gam bar 7. Hasil Ekst rak Ant osianin St raw berry

4. Preparasi Elekt rolit

Pem buat an elekt rolit t erdiri dari 8,30 gr Pot assium Iodide (KI) dan 1,26 gr Iodine (I2) yang kem udian dilarut kan dalam 100 m l Polyet hylene Glycol (PEG) [9]. Selanjut nya larut an elekt rolit t ersebut diaduk dengan m enggunakan magnet ic st irrer selam a ± 30 m enit . Larut an elekt rolit yang sudah jadi kem udian disim pan dalam bot ol berw arna gelap at au bot ol yang t elah dlapisi dengan alum unium foill.

5. Preparasi Elekt roda Karbon

Kaca berlapis ITO diukur resist ansiya dengan menggunakan m ult imet er digit al, dan selanjut nya pada sisi kaca yang berlapis ITO dit ut up dengan m enggunakan isolat ipe sepert i pada Gam bar 8. Unt uk pem buat an larut an karbon, yait u langkah pert am a karbon dari pensil 2B dihaluskan dengan m ort ar, lalu ditim bang sebanyak 3,5 gr. Selanjut nya dicam pur dengan et anol sebanyak 15 ml, dan diaduk dengan m enggunakan magnetic st irrer selam a ± 30 m enit . Set elah it u, langkah selanjut nya past a karbon dideposisikan pada subst rat kaca berlapis ITO dan kem udian dipanaskan dengan suhu 200 0C selam a ±20 m enit .

Gam bar 8. Skem a Deposisi Karbon pada Kaca ITO.

6. Pembuatan Dye Sensitized Solar Cell(DSSC)

[image:16.595.186.412.65.258.2] [image:16.595.85.511.342.620.2]

8

Gam bar 9. St rukt ur sandw ichDye Sensitized Solar Cell (DSSC).

7. Karakterisasi Dye Sensitized SolarCell (DSSC)

Sel surya yang t elah dibuat kem udian diukur arus dan t egangannya (I-V) dengan m enggunakan m ult im et er digit al unt uk menganalisis karakt erist ik hasil keluaran dari sel surya. Pengukuran dilakukan m enggunakan sum ber cahaya lam pu xenon dengan int ensit as 1000 W/ m2 pada jarak 30 cm . Unt uk m engat ur arus m aupun t egangan keluaran pada sel surya m aka dipasang resist or dengan berbagai variasi ham bat an pada rangkaian pengukur (Gam bar 10).

Gam bar 10. Rangkaian pengukuran DSSC [5].

HASIL DAN PEM BAHASAN

[image:17.595.211.387.70.200.2]

Set elah sel surya DSSC dirangkai kem udian dilakukan pengujian unt uk m enget ahui karakt erist ik arus (I) dan t egangannya (V) dengan m enggunakan m ult im et er digit al. Dalam hal ini, sel surya DSSC diuji m enggunakan sum ber cahaya lam pu xenon dengan int ensit as sebesar 1000 W/ m2 pada jarak 30 cm . Hasil pengukuran dari sel surya kem udian digam barkan dalam grafik hubungan arus t erhadap t egangan (I-V) sepert i pada Gam bar 11.

Gam bar 11a. Grafik hubungan Arus t erhadap Tegangan DSSC dengan dye ant osianin pH 3.0

0 2 4 6 8 10

0 1 2 3 4

J

(µ

A

/

c

m

2)

[image:17.595.89.505.309.474.2] [image:17.595.146.459.547.744.2]

9

Gam bar 11b. Grafik hubungan Arus t erhadap Tegangan DSSC dengan dye ant osianin pH 2.5

Gam bar 11c. Grafik hubungan Arus t erhadap Tegangan DSSC dengan dye ant osianin pH 2.0

Dari grafik hubungan arus t erhadap t egangan (J-V) yang dit unjukkan pada Gam bar 11a., Gam bar 11b., dan Gam bar 11c. t erlihat bahw a m asing-m asing sel surya DSSC yang direndam dalam larut an ant osianin dengan pH 3.0, pH 2.5, dan pH 2.0 mem iliki arus (I) m aupun t egangan (V) keluaran yang berbeda-beda. Sel surya yang direndam dalam larut an ekst rak ant osianin st raw berry dengan pH 3.0 (Gam bar 11a.) m em iliki keluaran yang paling kecil yait u dengan arus rangkaian pendek (Isc) sebesar 21 µA dan t egangan rangkaian buka (Voc) sebesar 3,60 m V. Arus m aksim um yang dihasilkan (Imax) sebesar 14 µA, t egangan m aksim um (Vmax) sebesar 2,60 m V, sedangkan rapat arus (Jsc) pada luasan 2,25 cm

2

adalah sebesar 9,34 µA/ cm2. Selanjut nya unt uk sel surya yang direndam dalam larut an ekst rak ant osianin st raw berry dengan pH 2.5 (Gam bar 11b.) m emiliki arus rangkaian pendek (Isc) sebesar 30 µA dan t egangan rangkaian buka (Voc) sebesar 31,60 m V. Sem ent ara it u arus m aksim um (Imax) yang dihasilkan yait u sebesar 19 µA, dengan t egangan m aksim um (Vmax) sebesar 21,10 m V. Kem udian unt uk rapat arus (Jsc) yang didapat kan dari sel surya ini adalah 13,34 µA/ cm

2

. Unt uk pengukuran pada sel surya yang direndam dalam larut an ekst rak ant osianin st raw berry dengan pH 2.0 (Gam bar 11c.) m emiliki hasil keluaran yang paling besar, dim ana arus rangkaian pendek (Isc) yang didapat kan sebesar 45 µA dan t egangan rangkaian buka (Voc) sebesar 321 m V. Sedangkan arus m aksim um (Imax) yang dihasilkan sebesar 31 µA, dan t egangan m aksim um nya

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 10 20 30 40

J (µ A / c m 2) Tegangan (mV) 0 5 10 15 20 25

0 100 200 300 400

[image:18.595.94.507.72.576.2]

10

(Vmax) sebesar 190 m V, sert a besar rapat arus (Jsc) pada luasan 2,25 cm 2

[image:19.595.84.515.141.297.2]

adalah 20 µA/ cm2 . Dengan dem ikian, m aka dapat dit ent ukan param et er-param et er hasil keluaran dari sel surya sepert i yang dit unjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Param et er-param et er Sel Surya DSSC

pH Larutan Ekstrak Antosianin Straw berry Isc (µA) Voc (mV) Imax (µA) Vmax (mV) Jsc

(µA/ cm2) FF

η

(%)

3.0 21,00 3,60 14,00 2,60 9,34 0,48 0,016 × 10-3

2.5 30,00 31,60 19,00 21,10 13,34 0,42 0,170 × 10-3

2.0 45,00 321,00 31,00 190,00 20,00 0,40 2,560 × 10-3

Pada Tabel 1. t erlihat bahwa nilai efisiensi konversi

energi (η)

unt uk sel surya yang direndam dalam larut an ekst rak ant osianin st raw berry dengan pH 3.0 m asih sangat kecil yait u sebesar 0,016 × 10-3 %. Dan unt uk sel surya yang direndam dalam larut an ekst rak ant osianin st raw berry dengan pH 2.5 adalah 0,170 × 10-3 %. Sedangkan sel surya yang direndam dalam larut an ekst rak ant osianin st raw berry dengan pH 2.0 m em iliki efisiensi konversi energi yang paling t inggi dibanding dengan yang lain yait u sebesar 2,56 × 10-3. Nilai efisiensi konversi energi yang didapat kan ini m asih sangat rendah jika dibandingkan dengan yang didapat kan oleh Et ula Jarkko et .al. yang juga m enggunakan ekst rak ant osianin st raw berry sebagai dye, dan berhasil m endapat kan nilai efisiensi konversi energi sebesar 2,77 × 10-2 % [14]. Nam un nilai efisiensi konversi dalam penelit ian ini m asih lebih t inggi dibandingkan dengan yang diperoleh Anit a,dkk. yang m enggunakan klorofil daun kacang panjang sebagai dye sensit izer, yang hanya m endapat efisiensi konversi energi sebesar 2 × 10-3 % [15]. M asih rendahnya hasil keluaran m aupun efisiensi konversi ini disebabkan karena resist ansi lapisan elekt roda sem ikondukt or TiO2 dan elekt rolit polim er dari sel surya DSSC yang m asih t erlalu besar. Sehingga jumlah elekt ron yang m engalir dalam rangkaian m enjadi kecil.

KESIM PULAN

Telah difabrikasi prot ot ipe Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) dengan fot osensit izer dye

ant osianin st raw berry. Sel surya direndam dengan pH larut an ant osianin yang berbeda, yait u dengan pH 3.0, pH 2.5, dan pH 2.0. Hasil pengujian sel surya DSSC m enunjukkkan bahw a sel surya yang direndam dalam larut an ant osianin dengan pH 3.0 m emiliki keluaran yang paling rendah, yait u dengan arus rangkaian pendek (Isc) sebesar 21 µA dan t egangan rangkaian buka (Voc) sebesar 3,60 m V, sert a rapat arus (Jsc) sebesar 9,34 µA/ cm

2

. Dan besarnya efisiensi konversi energi yait u 0,016 × 10-3 %. Sedangkan sel surya yang direndam dalam larut an ant osianin dengan pH 2.0 m em iliki keluaran yang paling t inggi, dim ana arus rangkaian pendek (Isc) yang didapat kan sebesar 45 µA dan t egangan rangkaian buka (Voc) sebesar 321 m V, sert a besar rapat arus (Jsc) adalah 20 µA/ cm

2

11

DAFTAR PUSTAKA

[1].Lidya Pancaningt yas dan Syafsir Akhlus.Peranan Elekt rolit pada Performa Sel Surya Pew arna Tersensitisasi (SSPT). Laporan Penelit ian, ITS : Surabaya.

[2].Hardeli,dkk. Pembuat an Prot ot ipe Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) M enggunakan Ubi Jalar Ungu, Wort el dan Kunyit Sebagai Sumber Zat Warna. Laporan Penelit ian, UNP: Padang. [3].Grät zel, M ichael, 2003. Dye-Sensit ised Solar Cells, journal of Phot ochemist ry and

Phot obiology. Vol.4, 145-153.

[4].Grät zel, M ichael, 2005. Phot ovolt aic performance and long-t erm st ability of dye-sensit ized

meosocopic solar cells. C. R. Chim ie 9 (2006) 578–583.

[5].Akhiruddin M addu, M ahfuddin Zuhri, dan Irm ansyah, 2007. Penggunaan Ekst rak Ant osianin Kol M erah sebagai Fotosensit izer pada Sel Surya TiO2 Nanokrist al Tersensit isasi

Dye, M akara, Teknologi, Vol. 11 No. 2, 78-84.

[6].M ocham ad Choirul M isbachudin, Suryasat riya Trihandaru, Adit a Sut resno, 2013. St udi Aw al Ekst rak Ant osianin St raw berry sebagai Fot osensit izer dalam Pembuat an Prot otipe Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC). Seminar Nasional 2nd Lont ar Physics Forum , LPF 1350. [7].M ocham ad Choirul M isbachudin, Suryasat riya Trihandaru, Adit a Sut resno, 2013.

Pembuat an Prot otipe Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) Dengan M emanfaat kan Ekst rak

Ant osianin St raw berry. Seminar Nasional Sains dan Pendidikan Sains VIII, Vol.4 No.1, 345-350.

[8].J. M . R. C. Fernando, G.K.R. Senadeera, 2008. Nat ural ant hocyanins as phot osensit izer for dye-sensitized solar devices. Current Science, Vol. 95, No.5. (2008) 663-666.

[9].Wilm an Sept ina,dkk., 2007. Pembuat an Prot ot ipe Solar Cell M urah dengan Bahan Organik-Inorganik (Dye-sensit ized Solar Cell). Laporan Penelitian Bidang Energi, Institut Teknologi Bandung : Bandung.

[10]. Sm est ad, G.P., dan Grat zel, M ., 1998. Demonst rat ing elect ron Transfer and Nanot echnology : A Nat ural Dye-Sensit ized Nanocryst alline energy Convert er. J.Chem . Educ., 75, 752-756.

[11]. M arinado, T., 2009. Phot oelect rochemical st udies of dye sensit ized solar cells using organic dyes. Kungliga Tekniska Högskolan : St ockholm .

[12]. M aya Sukm a Widya Kum ara dan Gont jang Prajit no, 2012. St udi Aw al Fabrikasi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) dengan M enggunakan Ekst raksi Daun Bayam (Amarant hus Hybridus L.) sebagai Dye Sensit izer dengan Variasi Jarak Sumber Cahaya pada DSSC.

Laporan Penelit ian, Inst it ut Teknologi Sepuluh Nopember: Surabaya.

[13]. Seafast Cent er, 2012. M erah-Ungu Ant osianin, Pew arna Alami unt uk Pangan (23-43). [14]. Et ula Jarkko. Comparison of t hree Finnish berriesas sensit izers in a dye-sensitized solar

cell. Kuopion Lyseon lukio, Chem ist ry and physics.