RINGKASAN
HIBAH PENELITIAN STRATEI NASIONAL
BATCH II T.A 2010
JUDUL
SEL SURYA ORGANIK (SSO) BERBAHAN PORPHYRIN ALAM
DARI SPIRULINA SP SEBAGAI SEL SURYA GENERASI KE-4
KETUA PENELITI
AGUS SUPRIYANTO, M.Si
ANGGOTA DRA. RIYATUN, M.SI DRA. ANTIK ERLINA, M.SI
Dibiayai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementrian Pendidikan Nasional, sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian Nomor :
172/SP2H/PP/DP2M/III/2010, tanggal 1 Maret 2010
RINGKASAN
Sel Surya Organik (SSO) Berbahan Porphyrin Alam dari Spirulina
SP Sebagai Sel Surya Generasi ke-4
(Agus Supriyanto, Riyatun, Erlina, Nopember 2010)
Sel surya organik (SSO) mempunyai potensi yang besar untuk terus dikembangkan sebagai sumber energi yang murah, baru dan terbarukan serta ramah lingkungan. Tetapi karena efisiensi dayanya masih rendah dan belum bisa diterima secara komersial maka perlu adanya kajian yang komprehensif untuk meningkatkan efisiensi sel surya organik tersebut. Obyek yang dikaji dalam penelitian ini adalah bahan alam yaitu porphyrin yang telah di isolasi dari mikroalgae spirulina digunakan untuk bahan dye sensititizer sebagai aseptor elektron pada lapisan TiO2 semikonduktor tipe-n menjadi sebuah divais sel surya organik. Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan sel surya organik berbahan porphyrin alam sebagai sel surya generasi ke-4. Pengontrolan lapisan porphyrin dalam pembuatan SSO dibuat menggunakan metode spin coating. Pengaruh parameter-parameter penumbuhan menggunakan spin coating meliputi kelarutan, kecepatan dan waktu berputar akan diperhitungkan terhadap sifat-sifat lapisan klorofil sebagai material aktif dalam SSO. Parameter-parameter penumbuhan spin coating ini dipercaya dapat mengontrol sifat optik dan sifat elektronik dari lapisan klorofil-A. Selain karakterisasi sifat optik dan listrik dicari, struktur mikro lapisan tersebut di investigasi meliputi UV-Vis spektroskopi,
kurva I-V porphyrin alam dalam keadaan diberi cahaya lebih meningkat dibandingkan dengan hasil keadaan gelap. Dari konduktivitasnya sekitar 0,98x10-4 ohm-1.cm-1 menjadi 1,52x10-4 ohm-1.cm-1 untuk keadaan yang diberi intensitas radiasi sebesar 100 mW/cm2. Hal ini menunjukkan bahwa porphyrin alam mempunyai respon terhadap cahaya dan sifat dye sensitized yang cukup baik.
Pembuatan prototipe SSO, struktur lapisan tipis porphyrin dikombinasikan dengan material semikonduktor lapisan nanopartikel TiO2. Adapun struktur devais yang pertama, ITO/TiO2/porphyrin/Al, dan kedua struktur ITO/porphyrin/ TiO2/Al. Masing-masing struktur devais fotodetektor organik di optimasi ketebalan lapisan porphyrin dengan berbagai pelapisan 1, 3, 5 dan 7. Devais SSO di karakterisasi kurva I-V menggunakan Keithley 238 yang diberi keadaan gelap dan terang mulai 20 mW/cm2 sampai 100 mW/cm2. Efek fotovoltaik devais SSO dengan variasi pelapisan porphyrin diperoleh bahwa devais SSO pada kondisi terang dengan intensitas radiasi 100 mW/cm2 yang mempunyai kerapatan arus pada short circuit dan tegangan open circuit yang paling besar adalah devais SSO yang memiliki pelapisan 3 porphyrin, yaitu sebesar Jsc 5.76 μA/cm2 dan Voc 648 mV dengan konversi efisiensi daya sebesar 0,17 %. Ini menjadikan sebuah potensi bahwa porphyrin alam dapat dibuat menjadi Sel Surya Organik (SSO) generasi ke-4.
ABSTRAC
Porphyrin Based Solar Cell Organics From Spirulina SP as
4 Generation of Solar Cells
(Agus Supriyanto, Riyatun, Erlina, Nopember 2010)
Isolation of natural porphyrin from microalgae spirulina has been carried out using extraction and chromatography. The porphyrin solution characterized inckuded the spectroscopy UV-Vis absoprtion, spectroscopy FTIR and I-V (current-voltage) characterization to determine the photoconductivity. The result of characterization shows that microalgae spirulinahas better porphyrin content and relative easily gets its porphyrin compound isolation. The absoprtion spectrum obtained has 410 nm soret band and 660 nm Q band, apparently consistent with the typical porphyrin spectrum. Its dark conductivity reaches about 10,74x10-6 ohm-1.cm -1 becomes 15,43 x10-6 ohm-1.cm-1 for conductivity with the conditiongiven radiation
intensity of 100 mW/cm2.
The porphyrin thin film was growth using spin coating method. The parameter growth inclede the variation of porphyrin solution concentration, spin rotation speed, temperature thin film, and duration of temperature thin film. The absorption spectrum formed is the same as the porphyrin solution condition, namely at 410 nm and 660 nm. The results of parameter growth are the concentration of porphyrin is at 5,67 µg/mL, rotation speed was 1500 rpm with time at 60 seconds, and temperature thin film was below 200o C with duration at 15 minutes. The morphology of porphyrin thin films was characterized using AFM (atomic force microscopy), and its electrical property using I-V curve.
solar cell organic devices has been tested in dark and under various illumination of light intensity from 20 to 100 mWcm-2. The device shows the rectification property in dark and shows the photosensitizing effect under illumination. The device with 3 times layer coating of porphyrin shows the highest Jsc of 5.76 μAcm-2, Vocof 648 and efficiency 0.17 % for ITO/Porphyrin/TiO2/Alumunium structure device.
