Karakterisasi Ekstrak Daun Hemigraphis colorata Sebagai Dye Pada Dye Sensitized Solar Cell

(1)

(2)

1. Data dan grafik hasil FTIR dari ekstrak daun Hemigraphis colorata

(3)

2. Tabel Daerah Gugus Fungsi pada IR :

(4)

3. Tabel Data UV-Vis dari Dye Ekstrak Daun Hemigraphis colorata

dengan Pelarut Methanol

(a)Tabel Absorbansi (b) Tabel Peak Pick

λ (nm) Abs λ (nm) Abs PEAK VALLEY

4. Gambar Grafik Asli UV-Vis dari Dye Ekstrak Daun Hemigraphis

colorata dengan Pelarut Methanol

(5)

5. Tabel Data UV-Vis dari Dye Ekstrak Daun Hemigraphis colorata

dengan Pelarut Ethanol

(a)Tabel Absorbansi (b) Tabel Peak Pick

λ (nm) Abs λ (nm) Abs PEAK VALLEY

6. Gambar Grafik Asli UV-Vis dari Dye Ekstrak Daun Hemigraphis

(6)

7. Kurva Karakteristik I-V DSSC

Keterangan DSSC :

No.1 : DSSC dengan substrat TCO handmade dan perendaman dye selama ½ jam No.2 : DSSC dengan substrat TCO handmade dan perendaman dye selama 1 jam No.3 : DSSC dengan substrat TCO handmade dan perendaman dye selama 2 jam No.4: DSSC dengan substrat ITO dari Sigma-Aldrich dan perendaman dye selama 2 jam

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

a. Menghitung Fill Factor dari DSSC

𝐹𝐹𝐹𝐹 = 𝐼𝐼𝑚𝑚𝑉𝑉𝑚𝑚

𝐼𝐼𝑠𝑠𝑠𝑠𝑉𝑉𝑜𝑜𝑠𝑠 FF = Fill Factor dari sel surya

Im = Arus maksimum yang dihasilkan sel surya

Vm = Tegangan maksimum yang dihasilkan sel surya

Isc = Arus yang dihasilkan pada saat dalam keadaan short circuit

Voc = Tegangan yang dihasilkan pada saat keadaan open current

1. DSSC No.1 dengan perendaman ½ jam dan substrat TCO homemade

 Jarak 10 cm

Vm = 8,9747 mV Im = 0,0014791 mA

Voc = 20,79 mV Isc = 0,0016 mV

FF

=

(0,0014791 )(8,9747)

(0,0016 )(20,79)

= 0,3991

 Jarak 20 cm

Vm = 4,6427 mV Im = 0,0006623 mA

Voc = 6,19771 mV Isc = 0,0007 mV

FF

=

(0,0006623 )(4,6427 )

(0,0007 )(6,19771 )

= 0,7088

 Jarak 30 cm

Vm = 2,1497 mV Im = 0,0003747 mA

Voc = 3,5714 mV Isc = 0,0004 mV

FF

=

(0,0003747 )(2,1497)

(0,0004 )(3,5714 )

= 0,5638

2. DSSC No. 2 dengan perendaman 1 jam dan substrat TCO homemade

 Jarak 10 cm

Vm = 3,367 mV Im = 0,0010433 mA

Voc = 7,6056 mV Isc = 0,001374 mV

FF

=

(0,0010433 )(3,367)

(0,001374 )(7,6056 )

= 0,3361

 Jarak 20 cm

(13)

Vm = 2,6931 mV Im = 0,0009161 mA

Voc = 4,7546 mV Isc = 0,00121mV

FF

=

(0,0009161 )(2,6931)

(0,00121 )(4,7546 )

= 0,4288

 Jarak 30 cm

Vm = 2,2647 mV Im = 0,0006859 mA

Voc = 4,1752mV Isc = 0,000884 mV

FF

=

(0,0006859 )(2,2647 )

(0,000884 )(4,1752 )

= 0,4208

3. DSSC No.3 dengan perendaman 2 jam dan substrat TCO homemade

 Jarak 10 cm

Vm = 73,4506 mV Im = 0,0125539 mA

Voc = 97,1462 mV Isc = 0,01306 mV

FF

=

(0,0125539 )(73,4506 )

(0,01306 )(97,1462 )

= 0,7268

 Jarak 20 cm

FF

=

(0,0042212 )(27,975)

(0,0045 )(36,535)

= 0,7183

4. DSSC No.4 dengan perendaman 2 jam dan substrat ITO dari Sigma-Aldrich  Jarak 10 cm

Vm = 81,0569 mV Im = 0,0115096 mA

Voc = 88,4 mV Isc = 0,012342 mV

FF

=

(0,0115096 )(81,0569)

(0,012342 )(88,4)

= 0,8551

(14)

Vm = 68,0356 mV Im = 0,007277 mA

Voc = 79,1765 mV Isc = 0,008642 mV

FF

=

(0,007277 )(68,0356 )

(0,008642 )(79,1765 )

= 0,7236

 Jarak 30 cm Pmax = Daya maksimum yang dihasilkan sel surya

Im = Arus maksimum yang dihasilkan sel surya

Vm = Tegangan maksimum yang dihasilkan sel surya

 Jarak 10 cm

Vm = 8,9747 mV Im = 0,0014791 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0014791)(8,9747) = 0,00001327 W

 Jarak 20 cm

Vm = 4,6427 mV Im = 0,0006623 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0006623)(4,6427) = 0,00000307 W

 Jarak 30 cm

Vm = 2,1497 mV Im = 0,0003747 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0003747)(2,1497) = 0,00000081 W

 Jarak 10 cm

Vm = 3,367 mV Im = 0,0010433 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0010433)(3,367) = 0,00000351 W

 Jarak 20 cm

(15)

Vm = 2,6931 mV Im = 0,0009161 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0009161)(2,6931) = 0,00000247 W

 Jarak 30 cm

Vm = 2,2647 mV Im = 0,0006859 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0006859)(2,2647) = 0,00000155 W

 Jarak 10 cm

Vm = 73,4506 mV Im = 0,0125539 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0125539)(73,4506) = 0,00092209 W

 Jarak 20 cm

Vm = 49,4702 mV Im = 0,0074046 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0074046)(49,4702) = 0,00036631 W

 Jarak 30 cm

Vm = 27,975 mV Im = 0,0042212 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0042212)(27,975) = 0,00011809 W

Vm = 81,0569 mV Im = 0,0115096 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0115096)(81,0569) = 0,00093293 W

 Jarak 20 cm

Vm = 68,0356 mV Im = 0,007277 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,007277)(68,0356) = 0,00049510 W

 Jarak 30 cm

Vm = 29,5485 mV Im = 0,0048561 mA

𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = (0,0048561)(29,5485) = 0,00014349 W

c. Menghitung Daya Cahaya yang Datang

𝑃𝑃𝑠𝑠𝑚𝑚ℎ𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 =𝐼𝐼𝑟𝑟𝑚𝑚𝐴𝐴

Pcahaya = Daya input akibat radiasi dari cahaya yang datang (W)

(16)

A = Luas penampang dari area aktif sel surya (m2)

Luas area aktif sel surya :

DSSC No.1-2 : L = 3 cm x 1,5 cm = 4,5 cm2 = 4,5 x 10-4 m2 DSSC No.3 : L = 2,5 cm x 1,4 cm = 3,5 cm2 = 3,5 x 10-4 m2 DSSC No.4 : L = 2,6 cm x 1,7 cm = 4,42 cm2 = 4,42 x 10-4 m2

Intensitas cahaya yang datang sesuai dengan variasi jarak yang digunakan : Jarak 10 cm ; Ir = 533 W/m2

Jarak 20 cm ; Ir = 295 W/m2

Jarak 30 cm ; Ir = 185,6 W/m2

Daya cahaya input (Pcahaya) :

1. DSSC No.1 dengan perendaman ½ jam dan substrat TCO homemade Jarak 10 cm

2. DSSC No.2 dengan perendaman 1 jam dan substrat TCO homemade  Jarak 10 cm

3. DSSC No.3 dengan perendaman 2 jam dan substrat TCO homemade  Jarak 10 cm

𝑃𝑃𝑠𝑠𝑚𝑚ℎ𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 = 533 𝑚𝑚 (3,5 x 10−4) = 0,18655 W

 Jarak 20 cm

(17)

𝑃𝑃𝑠𝑠𝑚𝑚ℎ𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 = 295 𝑚𝑚 (3,5 x 10−4) = 0,10325 W  Jarak 30 cm

𝑃𝑃𝑠𝑠𝑚𝑚ℎ𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 = 185,6 𝑚𝑚 (3,5 x 10−4) = 0,06496 W

4. DSSC No.4 dengan perendaman 2 jam dan ubstrat ITO dari Sigma-Aldrich  Jarak 10 cm

d. Menghitung Efisiensi dari DSSC

𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

𝑃𝑃𝑠𝑠𝑚𝑚ℎ𝑚𝑚𝑎𝑎𝑚𝑚 𝑚𝑚 100% η = Efisiensi dari DSSC (%)

Pmax = Daya maksimum yang dihasilkan sel surya (W)

Pcahaya = Daya input dari cahaya datang (W)

(18)

𝜂𝜂 = 0,00000081

0,08352 𝑚𝑚 100% = 0,0010%

 Jarak 10 cm

(19)

𝜂𝜂 = 0,00011809

0,06496 𝑚𝑚 100% = 0,1818%

Pmax = 0,00093293 W

Pcahaya = 0,235586 W

𝜂𝜂 = 0,00093293

0,235586 𝑚𝑚 100% = 0,3960%

 Jarak 20 cm

Pmax = 0,00049510 W

Pcahaya = 0,13039 W

𝜂𝜂 = 0,00049510

0,13039 𝑚𝑚 100% = 0,3797%

 Jarak 30 cm

Pmax = 0,00014349 W

Pcahaya = 0,0820352 W

𝜂𝜂 = 0,00014349

(20)

9. Dokumentasi Penelitian

Beberapa dokumentasi selama dilakukan penelitian. 1. Preparasi dye ekstrak daun Hemigraphis colorata

(b)

(a)

Gambar 1 (a) Daun Hemigraphis colorata digerus di dalam mortar (b) Bahan

yang digunakan dalam pembuatan dye ekstrak daun Hemigraphis colorata

2. Pembuatan substrat TCO handmade

Gambar kaca TCO handmade yang telah jadi dan Muffle Furnace yang

digunakan dalam proses pembuatannya

(21)

3. Preparasi Layer Oksida Semikonduktor TiO2

Gambar bahan dan peralatan yang digunakan dalam pembuatan pasta TiO2

(a) (b)

Gambar (a) pembuatan binder pasta TiO2 (b) pembuatan pasta TiO2

4. Preparasi larutan elektrolit

(a) (b)

Gambar (a) peralatan dan bahan yang digunakan dalam pembuatan larutan

(22)

5. Preparasi counter-elektroda karbon

(a) (b)

Gambar (a) Persiapan membuat counter elektroda karbon (b)Hasil lapisan

counter elektroda karbon pada substrat

6. Assembly DSSC

(a) (b) (c)

Gambar (a) Pelapisan pasta TiO2 dengan menggunakan teknik doctor-blade

(b)Layer oksida pasta TiO2 membentuk area yang rapi (c) Perendaman layer

oksida pasta TiO2 di dalam dye ekstrak daun Hemigraphis colorata

(23)

(a) (b) (c)

Gambar (a) Yamato Drying Oven untuk mengeringkan pasta TiO2 pada

substrat hingga melekat pada substrat (b) dan (c) Kedua layer oksida pasta

TiO2 dan layer counter elektroda karbon siap untuk di jadikan DSSC;

(b)menggunakan substrat TCO handmade (c)menggunakan substrat ITO

dari Sigma-Aldrich

7. Analisis Absobansi menggunakan UV-Vis Spechtrofotometer

(a) (b)

Gambar (a) Penyaringan dye ekstrak daun Hemigraphis colorata untuk

dilakukan diuji besar panjang gelombang dan absorbansi dari dye tersebut

(24)

8. Pengujian karaktersitik I-vs-V

(

a) (b)

Gambar pengukuran karakteristik I-vs-V dari DSSC menggunakan sumber

cahaya lampu pijar (a)Rangkaian dengan variabel hambatan dan jarak

sumber cahaya dengan DSSC (b) Pengujian menggunakan lampu pijar 200

Watt

Gambar pengukuran arus dan tegangan keluaran yang dihasilkan DSSC

dengan sumber cahaya langsung dari sinar matahari