T1 192009047 Full text

(1)

i

PEM BUATAN PROTOTIPE DYE SEL SURYA DENGAN M EM ANFAATKAN

ANTOSIANIN UBI JALAR UNGU (Ipomoea ba ta ta s L)

Oleh,

Dw i Susmiyanto NIM : 192009047

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Sains dan M atematika guna memenuhi sebagian dari persyarat an untuk memperoleh gelar

Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

FAKULTAS SAINS DAN M ATEM ATIKA UNIVERSITAS KRISTEN SATYA W ACANA

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

v

M O T T O

“M ASA DEPAN KU ADA DITAN GAN KU, DAN AKU YAN G

M EN EN TUKAN N YA”

1. Sesungguhnya Allah tidak akan m engubah nasib suatu kaum kecuali kaum it u sendiri yang mengubah apa apa yang pada diri m ereka. (QS. 13:11)

(7)

(8)

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

BAB I PENDAHULUAN ... 9

1.1. Lat ar Belakang Penelit ian ... 9

1.2. Sel Surya Pewarna Tersensit isasi (SSPT) ... 9

1.3. Ant osianin ... 10

1.3.1. Ekst raksi Ant osianin Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batatas L)... 10

1.4. Derajat Keasaman (PH) ... 11

DAFTAR PUSTAKA ... 11

BAB II KARAKTERISASI EKSTRAK ANTOSIANIN UBI JALAR UNGU (IPOM OEA BATATAS L) SEBAGAI FOTOSENSITISER PADA SEL SURYA PEWARNA TERSENSITISASI ... 12

I. PENDAHULUAN ... 13

II. M ETODOLOGI ... 15

A. M enyiapkan Alat dan Bahan ... 15

B. Ekst raksi Ant osianin Ubi Jalar Ungu (Ipomoea batat as L) ... 15

C. M embuat Cairan PH ... 15

D. Uji Spekt rum Absorbansi Ant osianin Ubi Jalar Ungu M enggunakan Spekt rofot om et er UV-Vis ... 15

E. Pembuatan lapisan TiO2... 16

F. Pembuatan elekt roda karbon ... 16

G. Pembuatan Elekt rolit ... 17

H. Perangkaian dan Pengujian SSPT ... 17

III. HASIL DAN PEM BAHASAN ... 17

A. Hasil Uji Spekt rofot omet er UV-Vis pada Ant osianin Ubi Jalar Ungu .. 17

B. Analisis Total Ant osianin Ubi Jalar Ungu ... 17

C. Pengujian Tegangan SSPT... 19

IV. KESIM PULAN ... 19

DAFTAR PUSTAKA... 19

BAB III FABRIKASI SEL SURYA PEWARNA TERSENSITISASI (SSPT) DENGAN M EM ANFAATKAN EKSTRAK ANTOSIANIN UBI JALAR UNGU (Ipomoea bat at as L) ... 21

1. PENDAHULUAN ... 22

2. M ETODOLOGI ... 23

A. M enyiapkan Alat dan Bahan ... 23

B. Ekst raksi Ant osianin Ubi Jalar Ungu (ipomoea batat as L)... 23

C. Uji Spekt rum Absorbansi ant osianin Ubi Jalar Ungu M enggunakan Spekt rofot om et er UV-Vis ... 23

D. Pembuatan Elekt roda Kerja ... 23

(9)

viii

F. Pembuatan Larutan Elekt rolit ... 24

G. Perangkaian dan Pengujian SSPT ... 24

3. HASIL DAN PEM BAHASAN ... 24

A. Hasil Uji Spekt rofot om et er UV-Vis pada Ant osianin Ubi Jalar Ungu ... 24

B. Karakt erisasi I-V dan V-t pada SSPT ... 25

4. KESIM PULAN ... 26

DAFTAR PUSTAKA ... 26

(10)

9 BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Penelit ian

Beberapa tahun t erakhir permasalahan t entang krisis energi menjadi banyak

perbincangan. Hal t ersebut dikarenakan semakin menipisnya cadangan minyak bumi, gas bumi

dan bat u bara yang ada di bumi. M inyak bumi, gas bumi dan bat u bara merupakan sumber

energi yang tak dapat diperbaharui dalam wakt u yang cepat . Selain it u meningkat nya jumlah

penduduk juga menjadi fakt or yang mempengaruhi krisis energi sehingga kebut uhan energi

meningkat . Pencarian sumber energi alt ernat if yang murah, aman dan ramah lingkungan saat

ini gencar dilakukan oleh banyak penelit i. Hal ini semata-mat a hanya unt uk mencar i solusi atas

kebut uhan energi.

Salah sat u energi alt ernat if yang memiliki pot ensi sangat besar namun belum

dimaanfaat kan secara maksimal adalah sel surya (photovolt aic/ solar cell) yang mampu

mengkonversi sinar matahari secara langsung menjadi ener gi list rik tanpa mengahsilkan emisi

gas buang apapun[1]. Sel sur ya sangat ber pot ensi digunakan di Indonesia, karena Indonesia merupakan negara yang dilewat i garis kat ulist iwa sehingga m empunyai int ensitas penyinaran

matahari yang sangat besar.

1.2. Sel Surya Pewarna Tersensit isasi (SSPT)

Sel surya dapat dibedakan m enjadi t iga berdasarkan t eknologi dan bahan

pem buatannya. Per tama sel sur ya yang t erbuat dari silikon t unggal dan silikon mult i kristal.

Kedua, sel surya lapis t ipis (t hin f ilm solar cell) dan yang ket iga sel surya organik at au Dye

Sensit ized Solar Cell (DSSC) atau Sel Surya Pewarna Tersensit isasi (SSPT). SSPT pertama kali

dikembangkan oleh Grat zel et .al sehingga disebut juga sel Grat zel[2]. SSPT memiliki pot ensi yang sangat besar unt uk dikembangkan karena mudah dibuat , bahannya mudah didapat , murah dan

ramah lingkungan.

Sist em kerja SSPT dimulai dari dye(D) menyerap sebuah fot on sehingga elekt ron yang

berpindah dari level energi t erendah (HOM O) ke level ener gi t er t inggi (LUM O). Pada keadaan

t ereksitasi dye (D*) menginjeksi elekt ron menuju pita konduksi semi kondukt or TiO2. Kemudian

elekt ron t ersebut m elewat i TiO2 menuju elekt roda TCO (elekt roda kerja) dan selanjut nya

elekt ron m engalir menuju elekt roda lawan melalui rangkaian ekst ernal. Set elah it u elekt ron

masuk kembali ke dalam sel dan mereduksi sebuah donor t eroksidasi (I+) yang ada dalam elekt rolit . Terakhir dye t eroksidasi (D+) akhirnya menerima elekt ron dari donor t ereduksi (I3

-)

dan t ergenerasi kembali menjadi molekul awal (D)[3]. Prinsip kerja sel surya TiO2 t ersensit asi dye dit unjukkan secara skemat ik pada Gambar 1. Sedangkan urut an proses yang t er jadi

dirangkum dalam persamaan (1) sampai persamaan (5) berikut .

D + cahaya D* (1)

D* + TiO2 e

(TiO2) + D +

(2)

D* D (3)

D+ + e- (TiO2) D + TiO2 (4)

2 D+ + 3I- 2D + I3

-

(11)

10

Gambar 1. Skema prinsip kerja SSPT [3] dengan modifikasi gambar.

1.3. Ant osianin

Ant osianin merupakan pigm en yang berperan t erhadap t imbulnya warna m erah, ungu

dan biru pada beberapa bunga, buah, dan daun. Ant osianin bersifat polar sehingga dapat

dilarut kan dengan pelarut polar sepert i etanol, aset on, dan air[ 4]. Ant osianin bersifat t idak st abil dan mudah t erdegradasi. M anfaat dari ant osianin adalah melindungi sel dari sinar ult ra violet

dan berfungsi sebagai ant ioksidan yang mampu m enghambat oksidasi t oksin.

Dalam ubi jalar ungu (Ipomoea batat as L) t erdapat kandungan ant osianin. Ubi jalar

ungu m erupakan tanaman merambat yang banyak t umbuh di Indonesia. Jenis ant osianin yang

t erdapat dalam ubi jalar ungu yait u peonidin dan sianidin. St rukt ur peonidin dan sianidin dapat

dilihat pada Gambar 2.

(a) (b)

Gambar 2. (a) st rukt ur kimia peonidin, (b) st rukt ur kimia sianidin.

1.3.1.Ekt raksi Ant osianin Ubi Jalar Ungu (Ipomoea bat atas L)

Ubi jalar ungu dikupas kemudian dicuci mengunakan air bersih lalu dit imbang sebanyak

40 gram. Ubi jalar ungu yang t elah ditimbang lalu dit umbuk dan dihaluskan menggunakan

mor tar. Set elah halus ubi jalar ungu t ersebut dimasukkan dalam tabung erlenm eyer yang sudah

dilapisi aluminium foil. Sebagai pelarut nya disiapkan sebanyak 40 ml met hanol dicampur 8 ml

asam asetat dan 52 ml aquades. Kemudian pelarut t ersebut dimasukkan dalam tabung

er lenmeyer yang di dalamnya t elah t erdapat ubi jalar ungu. Set elah it u tabung erlenmeyer

(12)

11

menggunakan kertas saring dan dimasukkan dalam bot ol gelap atau bot ol yang dilapisi

alumunium foil kemudian disimpan dalam kulkas. Langkah-langkah t ersebut diulangi dengan

pelarut yang berbeda yait u 50 ml m et hanol dicampur 8 ml asam asetat dan 42 ml aquades.

Dan pelarut yang t erakhir 60 ml met hanol dicampur 8 ml asam asetat dan 32 ml aquades.

1.4. Derajat Keasaman (PH)

PH adalah derajat keasaman yang digunakan unt uk menyatakan t ingakat keasaman

at au kebasaan yang dimiliki oleh suat u larut an. Besaran PH dimulai dari 0 sampai dengan 14.

PH 0 m enunjukkan kondisi larutan yang sangat asam, sedangkan PH 14 m enunjukkan kondisi

larut an yang sangat basa. Dan unt uk kondisi net ral dit unjukkan pada PH 7. Air murni pada suhu

25o C bersifat net ral.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Akhmad Herman Yuw ono, Donanta Dhanesw ara, Alfian Ferdiansyah, Arif Rahman, 2011, Sel Surya Tersensit isasi Zat Pewarna Berbasis Nanopart ikel TiO2 Hasil Proses Sol-Gel dan

Perlakuan Pasca-Hidrot ermal, Jurnal M at erial dan Energy Indonesia Vol. 01, No. 03 (2011)

127-140.

[2] M . Grat zel, 2003, Dye-sensit ized solar cells, Journal of Phot ochemist r y and Phot obiology C:

Phot ochemist r y Review s 4 (2003) 145-153.

[3] Akhiruddin M addu, M ahfuddin Zuhri, dan Ir mansyah, 2007, Penggunaan Ekst rak Ant osianin

Kol M erah sebagai Fot osensit izer pada Sel Surya TiO2 Nanokristal Tersensit isasi Dye,

M akara, Teknologi, Vol. 11 No. 2.

[4] Kukuk Yudiono, 2011, Ekst raksi Ant osianin Dari Ubi Jalar Ungu (Ipomoea bat at as cv.

Ayamurasaki) Dengan Teknik Ekst raksi Subcrit ical Wat er, Jurnal Teknologi Pangan Vol.2

(13)

12

BAB II

Karakterisasi Ekst rak Antosianin Ubi Jalar Ungu

(Ipomoea batatas L) sebagai Fotosensitiser pada Sel

Surya Pew arna Tersensitisasi

Abstrak – Salah sat u t erobosan unt uk m engubah energi cahaya m enjadi list rik yait u menggunakan Sel

Surya Pew arna Tersensit isasi. Sel Surya Pew arna Tersensit isasi t ersusun dari kaca kondukt or, TiO2, cairan

elekt rolit , dye ant osianin sebagai sensit iser, dan elekt roda karbon. Pada penelit ian ini t elah dilakukan ekst raksi ant osianin ubi jalar ungu (Ipomoea batatas L) dengan variasi perbandingan pelarut unt uk mengekst rak. Sebanyak 40 gr ubi jalar ungu direndam dalam pelar ut selama 24 jam. Pelar ut yang digunakan adalah met hanol:asam aset at :aquades dengan nilai perbandingan 20:4:26, 25:4:21, dan 30:4:16. Dari hasil penelit ian diperoleh ekst rak ant osianin dari ubi jalar ungu t ert inggi yait u 31,16 mg/ 100 gr pada saat ekst raksi menggunakan perbandingan larut an met hanol:asam asetat :aquades = 30:4:16. Konsent rasi ant osianin yang t erendah yait u 14,725 mg/ 100 gr pada pebandingan larutan met hanol:asam asetat :aquades = 20:4:25. Hasil ini menunjukan bahw a semakin t inggi proporsi met hanol dan semakin rendah proporsi aquades yang di gunakan dapat meningkat kan konsent rasi ant osianin yang dihasilkan.

(14)

13 I. PENDAHULUAN

Permasalahan t entang energi akhir-akhir ini banyak m enjadi sorotan karena

persediaannya yang semakin menipis. Terutama t entang energi yang berasal dari fosil karena

merupakan energi yang t idak dapat diperbaharui (non renew able). Sehingga banyak para ahli

yang m elakukan penelit ian unt uk menciptakan energi alt ernat if yang dapat diperbaharui.

Dimana nant inya energi alt er nat if ini dapat mem enuhi kebut uhan energi manusia.

Salah sat u energi yang keberadaannya m elimpah adalah energi matahari, karena

t ersedia dalam jumlah yang besar dan t ersedia dalam kurun w akt u yang lama. Beberapa

penelit ian t elah dilakukan unt uk mendapat kan cara merubah energi mat ahari ini menjadi

energi list rik sepert i pembuat an sel surya/ solar cell. Sel surya sangat cocok unt uk

dikembangkan di Indonesia karena merupakan negara t ropis. Sehingga int ensitas matahari

yang dit erima cukup besar.

Berdasarkan bahan pembuatannya sel sur ya ada dua macam. Yang per tama yait u sel

surya yang t erbuat dari silikon, t etapi biaya pembuat an sel surya yang berbahan silikon

sangat lah mahal. Yang kedua adalah Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) atau Sel Surya Pewarna

Tersensit isasi (SSPT). SSPT merupakan sel surya yang dikembangkan per t ama kali oleh Grat zel

et .al, sehingga disebut juga sel Grat zel [1]. Sist em kerja SSPT meniru sist em kerja fot osint esis

pada t umbuhan. Keunggulan SSPT yait u bahan dasar pembuatannya relat if lebih murah dan

ramah lingkungan.

SSPT t erdiri dari sepasang kaca elekt roda yait u elekt roda kerja dan elekt roda lawan

yang mengapit elekt rolit . Elekt roda kerja merupakan kaca TCO (t ransparent conduct ing oxide)

yang dilapisi semikondukt or celah lebar sepert i TiO2 yang kemudian direndam dalam dye

ant osianin sebagai fot osensit izer sebagai t ransport pembawa muatan. Sedangkan elekt roda

lawan merupakan TCO yang dilapisi karbon yang berfungsi sebagai katalis unt uk mempercepat

reaksi redoks dengan elekt rolit . Pasangan redoks yang biasa digunakan yait u, I/ I3

(iodide/ t riiodide) [2]. Ilust rasi bent uk SSPT dapat dilihat pada Gbr. 1.

Sist em kerja SSPT dapat dilihat sepert i yang dit unjukkan pada Gbr. 2 dimulai dari dye (D)

menyerap sebuah fot on sehingga elekt ron t ereksit asi. Pada keadaan t ereksitasi dye (D*) menginjeksi elekt ron m enuju pita konduksi semi kondukt or TiO2. Kemudian elekt ron t ersebut

mel ewat i TiO2 menuju elekt roda kerja dan selanjut nya elekt ron m engalir m enuju elekt roda

lawan melalui rangkaian ekst ernal. Set elah it u elekt ron masuk kembali ke dalam sel dan

mereduksi sebuah donor t eroksidasi (I+) yang ada dalam elekt rolit . Terakhir dye t eroksidasi (D+) akhirnya menerima elekt ron dari donor t ereduksi (I3

-) dan t ergenerasi kembali menjadi molekul

aw al (D) [4].

Ant osianin merupakan pigmen alami yang memberi warna merah, biru dan ungu pada

buah, bunga dan daun. Salah sat u sumber ant osianin yang murah dan banyak t erdapat di

Indonesia adalah pada ubi jalar ungu. Ubi jalar ungu merupakan t umbuhan m erambat yang

t umbuh disegala cuaca. Jenis ant osianin yang t erkandung dalam ubi jalar ungu yait u peonidin

dan sianidin. Ant osianin bersifat t idak stabil dan mudah t erdegradasi. Sifat dari ant osianin

(15)

14

Gbr. 1. Skema SSPT [3] dengan modifikasi.

Gbr 2. Skema prinsip kerja SSPT. (1) Dye t ereksitasi, (2) elekt ron melewat i TiO2

menuju elekt roda kerja, (3) elekt ron m enuju elekt roda lawan, (4) elekt ron

t ereduksi, (5) dye t ereduksi t ergenerasi kembali [4] dengan modifikasi gambar.

Penggunaan perbandingan pelarut yang t epat dapat mengopt imalkan proses ekst raksi

ant osianin, sehingga ant osianin yang didapat kan akan semakin banyak. Telah banyak penelit ian

yang bert ujuan mendapat kan cara t erbaik unt uk mengekst rak ant osianin. Salah sat unya adalah

Sri Winart i, et .al, [5] t elah menggunakan beberapa perbandingan pelarut et hanol:asam

asetat :air (5:1: 25; 10: 1:20; 15:1:15; 20:1:10 dan 25:1:5). Didapat kan ant osianin 1,3170

m g/ 100 gr dengan per bandingan pel ar ut et hanol:asam -aset at :air (25:1:5).

Dalam peneli t ian i ni ber t uj uan m enget ahui per bandingan yang paling opt im al unt uk

m engekst rak ant osianin jika pelarut yang digunakan adal ah m et hanol:asam aset at :aquades.

(a) (b)

(16)

15 II. M ETODOLOGI

A. M enyiapkan Alat dan Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelit ian ini meliput i ubi jalar ungu (Ipomoea

batat as L), met hanol PA, asam asetat PA, aquades, KCl, CH3CO2Na.3H2O, HCl, kaca TCO

(t ransparent conduct ing oxide), det erjen, pensil 8B, TiO2, Poliet ilen Glikol 4000 (PEG 4000), KI,

dan I2. Peralatan yang digunakan antara lain t imbangan digital, mortar, erlenm eyer, beker gelas,

corong, spat ula, pipet , gelas ukur, kertas sar ing, t isu, alumunium foil, PH met er, lampu halogen

100 watt , mult i met er digital FLUKE, dan spekt rofot om et er OPTIZEN 2120 UV (UV-Vis).

B. Ekt raksi Antosianin Ubi Jalar Ungu (Ipomoea bat at as L)

Ubi jalar ungu dit imbang menggunakan t imbangan digital sebanyak 40 gram.

Selanjut nya ubi jalar ungu digerus dan dihaluskan mengunakan mor tar. Ubi jalar ungu yang

t elah halus dimasukkan dalam erlenmeyer yang t elah dilapisi alumunium foil, kemudian

direndam selama 24 jam dengan campuran pelarut met hanol:asam asetat :aquades dengan

perbandingan 20:4:26, 25:4:21, dan 30:4:16. Selama proses perendaman erlenm eyer di simpan

dalam t empat yang gelap. Set elah 24 jam cairan ekst rak disaring menggunakan kert as saring

dan dimasukkan dalam bot ol yang dilapisi alumunium foil. Hal ini bert ujuan agar ant osianin

t idak t erkena cahaya sehingga mudah t erdegradasi.

C. M embuat cairan PH

Sebanyak 0,186 gram KCl ditambah 98 ml aquades dimasukkan dalam beker gelas

kemudian ditambah HCl sediki demi sedikit sampai menjadi PH 1. Unt uk membuat PH 4,5 yait u

5,4439 gram CH3CO2Na.3H2O, dan aquades dicampur dalam beker gelas. Kemudian

ditambahkan HCl sampai menjadi PH 4,5. Unt uk mengukur PH digunakan PH met er.

D. Uji Spekt rum Absorbansi Antosianin Ubi Jalar Ungu M enggunakan Spekt r ofot omet er UV-Vis

Cairan ekst raksi ant osianin yang diekst rak dengan perbandingan pelarut 20:4:26

dimasukkan ke dalam kuvet . Dimasukkan juga cairan perbandingan pelarut 20:4:26 ke dalam

kuvet . Gbr. 4 merupakan cairan ekst raksi ant osianin yang dimasukkan ke dalam kuvet .

(a) (b)

Gbr. 4. (a) Cairan ant osianin yang t elah diencer kan dengan larut an buffer

dengan PH 1. Dari kiri ke kanan merupakan perbedaan larutan ekst rak dengan

perbandingan 20:4:26, 25:4:21, dan 30:4:16. (b) Cairan ant osianin yang t elah

diencerkan dengan larutan buf fer dengan PH 4,5. Dari kiri ke kanan merupakan

perbedaan larut an ekst rak dengan perbandingan 20:4:26, 25:4:21, dan

(17)

16

Set elah it u kedua kuvet dimasukkan dalam spekt rofot omet er OPTIZEN 2120 UV

kemudian diuji absorbansinya. Panjang gelombang yang digunakan ant ara 400-700 nm.

kemudian hal yang sama juga dilakukan pada cairan ekst raksi dengan perbandingan pelarut

25:4:21 dan 30:4:16.

Dari spekt rum ant osianin yang t elah diperoleh kem udian dicari panjang gelombang

yang merupakan letak dimana nilai puncak absorbansi berada. Nilai dari panjang gelombang

inilah yang disebut



max yang kemudian akan digunakan dalam proses analisis jumlah

ant osianin.

Set elah it u dilakukan juga analisis t otal ant osianin menggunakan spekt rofot om et er

UV-Vis. Unt uk set iap cairan ekst rak diambil 0,2 ml, kemudian diencerkan menggunakan cairan PH 1

sampai menjadi 1,8 ml. Set elah diencerkan lalu dimasukkan ke dalam kuvet . Dengan Hal yang

sama juga dilakukan dengan m enggunakan PH 4,5. Set elah it u analisis jumlah ant osianin

dilakukan dengan m engukur absorbansi sampel menggunakan



max = 530 nm dan



= 700 nm

[6].

E. Pembuat an lapisan TiO2

Sebanyak 2 gram serbuk TiO2 dihaluskan dalam mor tar. Sambil t erus dihaluskan

kemudian dit ambahkan asam asetat sebayak 5 ml. Set elah it u ditambahkan juga 10 t et es

det erjen dan diaduk sampai rata selama 10 menit . Selanjut nya disiapkan kaca TCO dan diukur

t erlebih dahulu resistansinya m enggunakan m ult imet er digital. Kemudian pada sisi kondukt if

dit empel selot ip di sekeliling t epi kaca sepert i yang nampak pada Gbr. 5.

(a) (b)

Gbr. 5. (a) Kaca TCO yang disolat ip pada t epinya, (b) Kaca TCO yang t elah

selesai dilapisi past a TiO2 dan dioven dalam suhu 300 o

C selama 30 menit .

Set elah it u pasta TiO2 dit et eskan pada per mukaan kaca dan diratakan dengan

menggunakan batang pipet lalu dit unggu sampai kering. Set elah kering semua selot ip yang

menempel dilepas, kemudian dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 300o C selama 30 m enit . M at ikan oven dan lapisan TiO2 dibiarkan agar menjadi dingin.

F. Pembuat an elekt roda karbon

Kaca TCO diukur resistansinya m enggunakan mult im et er digital. Kemudian pada sisi

kondukt ifnya diarsir menggunakan pensil 8B. Set elah it u bagian yang diarsir dilet akkan diatas

nyala api lilin sehingga muncul lapisan jelaga. Selanjut nya salah sat u t epinya dibersihkan

(18)

17

G. Pembuat an elekt rolit

Unt uk membuat larutan elekt rolit iodida/ t riiodida (I-/ I3

-) yait u dengan mencampur kan

8,3 gr KI dengan 1,269 gr I2 dalam beker gelas. Kemudian ditambahkan sebanyak 100 ml

Poliet ilen Glikol 4000 (PEG 4000). Campuran t ersebut diaduk sebent ar kemudian dist irer

selama 20 menit .

H. Perangkaian dan Pengujian SSPT

Elekt roda TCO yang berlapis TiO2 direndam masing-masing dalam cairan ant osianin

dengan perbandingan pelarut 20:4:26, 25:4:21, dan 30:4:16 dalam wakt u yang sama yait u 1

jam. Set elah it u angkat dan keringkan di udara t erbuka. Kemudian pasangkan elekt roda kaca

TCO berlapis TiO2 dan elekt roda kaca TCO yang t elah dilapisi karbon. Set elah it u di sela kedua

elekt roda dit et esi larutan elekt rolit . Terakhir agar kedua elekt roda t idak bergeser maka dijepit

menggunakan klip pada kedua sisinya. SSPT yang t elah siap uji dapat dilihat pada Gbr. 6.

Selanjut nya SSPT siap unt uk diuji.

Gbr. 6. St rukt ur SSPT siap uji.

III. HASIL DAN PEM BAHASAN

A. Hasil Uji Spekt rofotomet er UV-Vis pada Ant osianin Ubi Jalar Ungu

Unt uk menget ahui nilai absorbansinya dilakukan pengujian ant osianin ubi jalar ungu

menggunakan spekt rofot omet er UV-Vis. Dari hasil spekt rofot om et er UV-Vis t ersebut dapat

diketahui bahwa puncak absorbansi dari yang t erendah sampai yang t er t inggi adalah cairan

ekst rak dengan perbandingan pelarut 30:4:16 kemudian 20:4:26, dan yang t erakhir 25:4:21.

Daerah serapan ant osianin ubi jalar ungu t erletak pada panjang gelombang 450-600 nm. Dan

puncak serapan t erletak pada panjang gelombang 530 nm. Puncak serapan atau



max inilah

yang kemudian digunakan unt uk menguji cairan ekst rak yang t elah diencerkan m enggunakan

PH 1 dan PH 4,5 pada met ode analisa jumlah ant osianin.

B. Analisis Total Antosianin Ubi Jalar Ungu

Set elah dilakukan pengenceran m enggukana cairan PH 1 dan PH 4,5 kemudian

dilakukan pengujian menggunakan spekt rofot omet er UV-Vis dengan m enggunakan panjang

gelombang 530 nm dan 700 nm. Hasil uji spekt rofot omet er UV-Vis dapat dilihat pada Gbr. 7

(19)

18

Gbr. 7. Spekt rum ant osianin yang diencerkan m enggunakan PH 1.

perbandingan pelarut 20:4:26, perbandingan pelarut 25:4:21, dan

perbandingan pelarut 30:4:16.

Gbr. 8. Spekt rum ant osianin yang diencerkan menggunakan PH 4,5.

perbandingan pelarut 20:4:26, perbandingan pelarut 25:4:21, dan

perbandingan pelarut 30:4:16.

Jumlah ant osianin yang t erkandung dalam cairan ekst rak kemudian dihit ung dengan

menggunakan persamaan Ref. [6] .



A

_vis _max

A

₇₀₀



_PH₁



A

_vis _max

A

₇₀₀



_PH₄_.₅

 

1

A



_ _



_ _







1000

  



1

 

2



A

MW

DF



Antosianin

Dengan m enggunakan persamaan (1) dan persamaan (2) diperoleh hasil perhit ungan

jumlah ant osianin yait u unt uk perbandingan pelarut met hanol:asam asetat :aquades (20:4:26)

menghasilkan jumlah ant osianin sebanyak 14,725 mg/ 100 gr. Unt uk perbandingan pelarut

met hanol:asam asetat :aquades (25:4:21) menghasilkan ant osianin 27,85 mg/ 100 gr. Dan yang

t erakhir perbandingan pelarut met hanol:asam asetat :aquades (30:4:16) ant osianin yang

dihasilkan sebanyak 31,16 mg/ 100 gr.

Dari data diatas hubungan perbandingan pelarut dengan jumlah ant osianin adalah

semakin sedikit met hanol dan semakin banyak aquades yang digunakan maka jumlah

ant osianin yang deporoleh akan semakin sedikit . Sebaliknya, semakin banyak m ent hanol yang

digunakan dan semakin sedikit aquades maka jumlah ant osisnin yang didapat kan akan semakin

banyak.

400 450 500 550 600 650 700

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Panjang gelombang (nm)

A b so rb a n si

400 450 500 550 600 650 700

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

(20)

19

C. Pengujian Tegangan SSPT

Dilakukan pengujian t egangan keluaran dari SSPT m enggunakan mult i met er digit al

FLUKE. Kemudian diamat i dan dicatat t egangan yang muncul di mult i met er set iap 5 menit .

Pengambilan data dilakukan selama 1 jam. Set elah dilakukan pengujian t egangan keluaran dari

SSPT, data yang diperoleh dapat digrafikkan menjadi sepert i Gbr. 9.

Gbr. 9. Grafik t egangan t erhadap wakt u.

Dari Gbr. 9 dapat dilihat bahwa t egangan keluaran yang dihasilkan SSPT unt uk TiO2

yang direndam dalam cairan ant osianin dengan per bandingan pelarut 20:4:26 adalah yang

paling kecil. Rata-rata t egangan yang muncul adalah 530 mV. Kemudian unt uk TiO2 yang

direndam dalam cairan ant osianin dengan perbandingan pelarut 25:4:21 t egangannya lebih

t inggi dengan rata-rata t eganganya 617 mV. Dan yang t erakhir TiO2 yang direndam dalam cairan

ant osianin dengan perbandingan pelarut 30:4:16 menghasilkan t egangan yang paling t inggi

diantara yang lainnya dengan rat a-rata sebesar 679,3 mV. Selain it u t egangan yang dihasilkan

oleh t iga SSPT t egangannya relat if konst an dan t idak mengalami penurunan t egangan yang

signifikan. Tegangannya mampu ber t ahan dalam kurun wakt u yang cukup lama.

IV. KESIM PULAN

Perbandingan pelarut yang opt imal unt uk mengekst rak ubi jalar ungu (Ipomoea

batat as L) adalah met hanol:asam-asetat :aquades = 30:4:16 yang menghasilkan ant osianin

sebanyak 31,16 m g / 100 gr. Semakin banyak jumlah ant osianin yang digunakan unt uk

merendam TiO2 maka t egangan yang dihasilkan oleh SSPT m enjadi semakin besar.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Akhiruddin M addu, M ahfuddin Zuhri, dan Ir mansyah, 2007, Penggunaan Ekst rak Ant osianin

Kol M erah sebagai Fot osensit izer pada Sel Surya TiO2 Nanokristal Tersensit isasi Dye,

M akara, Teknologi, Vol. 11 No. 2.

0 10 20 30 40 50 60

0 100 200 300 400 500 600 700 T eg an g an ( m V ) Waktu (menit)

(21)

20

[2] M . Grat zel, 2003, Dye-sensit ized solar cells, Journal of Phot ochemist r y and Phot obiology C:

Phot ochemist r y Review s 4 (2003) 145-153.

[3] M aya. S.W.K, Gont jang. P, 2012, St udi Aw al Fabrikasi Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC)

dengan M enggunakan Ekst raksi Daun Bayam (Amarant hus hibridus L.) Sebagai Dye

Sensit izer dengan Variasi Jarak Sumber Cahaya Pada DSSC, ITS, Surabaya.

[4] T. M arinado, 2009, Phot oelect rochemical St idies of Dye-Sensit ized Solar Cell Using Organik

Dyes, St ockholm.

[5] Sri Winart i, Ulya Sarofa, Dhini Anggraeni, 2008, Ekt raksi dan Stabilitas War na Ubi Jalar

Ungu (Ipomoea bat atas L.) Sebagai Pewarna Alami, Jurnal Teknik Kimia. Vol.3, No.1.

[6] M . M onica Giust i, Ronald E. Wrolstad, 2001, Charact erizat ion and M easurem ent of

Ant hocyanins by UV-Visible Spect roscopy, Current Prot ocols in Food Analyt ical Chemist r y

(22)

21

BAB III

FABRIKASI SEL SURYA PEWARNA TERSENSITISASI (SSPT)

DENGAN M EM ANFAATKAN EKSTRAK ANTOSIANIN UBI JALAR

UNGU (Ipomoea batatas L)

ABSTRAK

Telah difabrikasi Sel Surya Pew arna Tersensit isasi (SSPT) menggunakan ekst rak ant osianin ubi jalar ungu (Ipomoea batat as L). Sel Surya Pew arna Tersensit isasi dibuat dengan m enyusun secara berlapis kaca kondukt or TCO (Transparent Conduct ing Oxide), TiO2, dye ant osianin sebagai sensit izer, cairan elekt rolit

redoks (I-/ I3

-), dan elekt roda karbon. Unt uk m engekst rak ant osianin dari ubi jalar ungu (Ipomoea bat at as

L) digunakan per bandingan pelarut met hanol:asam asetat :aquades (30:4:16). Kaca kondukt or TCO yang t elah dilapisi TiO2 kemudian direndam dalam cairan ant osianin dengan per bedaan lama perendaman.

Variasi lam a perendaman yang dilakukan yait u 1 jam, 12 jam, 18 jam dan 24 jam. Pengujian Sel Surya Pew arna Tersensit isasi t erhadap lam pu halogen pada jarak 30 cm. Hasil t erendah di peroleh Voc 390 mV, Isc 4,51 A unt uk perendaman 1 jam. Unt uk perendaman 24 jam menghasilkan hasil keluaran t erbaik Voc 573,1 mV, Isc 9,6 A.

(23)

22 1. PENDAHULUAN

Sel surya mer upakan salah sat u t erobosan energi alt ernat if unt uk mengatasi krisis

energi. Sel surya bekerja dengan merubah energi matahari menjadi list rik secara langsung.

M engingat Indonesia t er masuk dalam negara t ropis, maka Indonesia m erupakan negara yang

sangat berpot ensi unt uk pengem bangan serta m enjadikan sel surya sebagai energi masa

depan.

Berdasarkan perkembangan t eknologi dan bahan pem buatannya sel surya dapat

dibedakan menjadi t iga, yang pert ama sel surya yang t erbuat dari silikon t unggal dan silikon

mult i kristal. Kedua, sel surya lapis t ipis (t hin film solar cell) dan yang ket iga sel surya organik

at au Dye Sensit ized Solar Cell (DSSC) atau Sel Sur ya Pewarna Tersensit isasi (SSPT). SSPT disebut

juga sel Grat zel karena dikembangakan pertama kali oleh Grat zel et .al[ 3]. SSPT memiliki pot ensi yang sangat besar unt uk dikembangkan karena mudah dibuat , bahannya mudah didapat ,

murah dan ramah lingkungan.

SSPT t ersusun dari dua kaca TCO (t ransparent conduct i ng oxide) yang berfungsi sebagai

elekt roda kerja dan elekt roda lawan. Elekt roda kerja dibuat dari kaca TCO yang dideposisikan

pasta TiO2 t ersensit isat i dye yang berfungsi sebagai t ransport pembawa m uatan dan dye

sebagai penyerap cahaya. Sedangkan elekt roda lawan dibuat dari kaca TCO yang dilapisi

karbon. Kedua elekt roda t ersebut dirangkai m engapit elekt rolit . Pasangan elekt rolit redoks

yang digunakan adalah iodide/ t riiodide (I-/ I3

-)[3]. Gambar 1 menunjukan SSPT t erdiri dari subst rat kaca elekt roda, lapisan TiO2 nanokristal, larut an elekt rolit yang m engandung pasangan

redoks I-/ I3

-.

Gambar. 1. St rukt ur SSPT [2] dengan modifikasi gambar

Ti O2 adalah m at er ial fot okat alis yang m emi liki daya oksidasi yang kuat,

phot ostabilitas yang t inggi dan selekt ivitas redoks. Syarat pent ing unt uk meningkat kan

akt i vi t as katalis dari TiO2 adalah meningkat kan luas permukaan dari TiO2 yang bergant ung pada

ukuran kristalnya[5].

Ant osianin merupakan zat w arna alami yang t erkandung dalam t umbuhan. Ant osianin

bisa t erdapat pada daun, batang, buah, bunga dan akar t umbuhan. Dalam penelit ian ini

digunakan ekst rak ant osianin dari ubi jalar ungu (Ipomoea batat as L). Penggunaan ubu jalar

ungu dikarenakan tanaman t ersebut sangat mudah didapat kan dan harganya relat if murah.

(24)

23

Gambar. 2. Skema prinsip kerja SSPT [4] dengan modifikasi gambar.

Dimulai dari dye yang menyerap sebuah fot on sehingga m enyebabkan elekt ron

t ereksitasi. Kejadian ini memberikan energi yang cukup kepada elekt ron menuju pit a konduksi

semi kondukt or TiO2. Kemudian elekt ron t ersebut m elewat i TiO2 menuju elekt roda kerja dan

selanjut nya elekt ron mengalir menuju elekt roda lawan melalui rangkaian ekst ernal. Set elah it u

elekt rolit m embawa el ekt ron dari elekt roda lawan masuk kembali ke dye[1].

2. M ETODOLOGI