OPTIMASI VOLUME PENGENCERAN LARUTAN DYE BUNGA MAWAR (ROSA HYBRIDA HORT) DENGAN METANOL TERHADAP
EFISIENSI DSSC
Ahmad Salafudin M0212008
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
OPTIMASI VOLUME PENGENCERAN LARUTAN DYE BUNGA MAWAR (ROSA HYBRIDA HORT) DENGAN METANOL TERHADAP
EFISIENSI DSSC
Diusulkan oleh: Ahmad Salafudin
M0212008
Telah Disetujui Oleh
Pembimbing I
Dr. Fahru Nurosyid S.Si.,M.Si NIP. 197210132000031002
Tanggal : ……….
Pembimbing II
Dr. Triana Kusumaningsih S.Si., M.Si NIP. 197301241999032001
Tanggal : ……….
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul : Optimasi Volume Pengenceran Larutan Dye Bunga Mawar (Rosa Hybrida Hort) Dengan Metanol Terhadap Efisiensi DSSC
Yang ditulis oleh :
Nama : Ahmad Salafudin
NIM : M0212008
Telah diujikan didepan Dewan Penguji Ujian Skripsi pada Hari : Selasa
Tanggal : 18 Juli 2017
Dewan Penguji : 1 Ketua Penguji
Dr. Agus Supriyanto, S.Si., M.Si NIP. 19690826 199903 1 001
……….
2 Penguji II
Drs. Hery Purwanto, M.Sc NIP. 19590518 198703 1 002
iv
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul ”Optimasi Volume Pengenceran Larutan Dye Bunga Mawar (Rosa Hybrida Hort) Dengan Metanol Terhadap Efisiensi DSSC” merupakan penelitian saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini. Skripsi ini tidak mengandung materi yang telah dipublikasikan atau ditulis orang lain atau materi yang dianjurkan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka Skripsi. Segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi Skripsi ini diperbolehkan sebagai acuan atau difotocopy secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, Juli 2017
v MOTTO
“Wahai jama’ah jin dan manusia, jika kalian sanggup menembus (melintasi) penjuru langit dan bumi, maka
tembuslah, sesungguhnya kalian tidak akan bisa menembusnya
kecuali hanya dengan kekuatan (ilmu)”
(Ar Rahman:33)
“Kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, Dia menghidupkan dan mematikan, dan Dia Maha Kuasa atas
segala sesuatu” ( Al Hadid:02)
“tarjun najata wa lam tasluk masalikaha, fa innas safinata la tajri ‘alal yabas. Engkau mengharapkan keberhasilan (kesuksesan), tetapi tidak mau menempuh jalan-jalan menuju
keberhasilan itu, sesungguhnya kapal laut tidak akan berlayar di tempat yang kering (daratan)”
vi
PERSEMBAHAN
Karya ini saya persembahkan untuk:
Allah SWT dan Rasul-Nya semoga menjadi amal jariyah bagi penulis dan pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan tugas ini.
Bapak Lilik Widodo dan Ibu Yekti Rahayu Utami yaitu kedua orang tua saya yang dengan tulus ikhlas memberikan dukungan moril maupun materil.
Kedua adek tercinta penulis yaitu Tsani dan Niswa semoga keberkahan menyertai hari-hari kalian.
Harum Aris Styaningsih S.Pd terima kasih motivasinya.
vii
OPTIMASI VOLUME PENGENCERAN LARUTAN DYE BUNGA MAWAR (ROSA HYBRIDA HORT) DENGAN METANOL TERHADAP
EFISIENSI DSSC
AHMAD SALAFUDIN
Prodi Fisika , Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian penggunaan dye ekstrak dari bunga mawar sebagai sensitizer pada DSSC. Skripsi ini membahas volume pengenceran larutan dye bunga mawar yang optimum terhadap efisiensi DSSC. Larutan dye dikarakterisasi untuk mengetahui absorbansinya menggunakan spectrophotometer UV-Vis lamda 25. Sel DSSC diuji karakteristiknya menggunakan I-V keithley. Larutan dye bunga mawar sebelum pengenceran memiliki puncak absorbansi pada rentang panjang gelombang 450 nm – 550 nm dan setelah dilakukan pengenceran terjadi pergeseran puncak absorbansi pada rentang panjang gelombang 500 nm – 600 nm. Karakteristik DSSC dengan perbandingan volume pengenceran larutan dye bunga mawar dengan metanol (50% : 50%), Pmax ( daya maksimum) 0,142 mW, FF (fill factor) 4,93, efisiensi 0,095%. Volume dye yang diencerkan dengan metanol pada perbandingan (50% : 50%) menunjukkan efisiensi yang paling optimum.
viii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi yang dengan segala nikmatNya tersempurnakan segala bentuk kebaikan. Puji dan syukur selalu terpanjatkan kehadirat Allah jalla wa ‘ala yang telah memberikan nikmat dan rahmat tidak pernah terkira hitungan. Nikmat kesempatan waktu yang telah diberikanNya, penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan tanpa suatu halangan. Shalawat dan salam selalu tercurahkan kepada junjungan terkasih sayyidina Muhammad SAW beserta para keluarga, sahabat dan keturunannya yang mulia.
Skrispi ini disusun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan gelar sarjana sains penulis dengan judul ”Optimasi Volume Pengenceran Larutan Dye Bunga Mawar (Rosa Hybrida Hort) Dengan Metanol Terhadap Efisiensi DSSC”. Skripsi ini terselesaikan tanpa terkecuali dengan bantuan oleh berbagai pihak yang sudah sangat baik kepada penulis. Dengan segala kerendahan hati dan rasa terimakasih yang mendalam secara khusus penulis sampaikan kepada:
1. Allah jalla wa ‘ala yang telah memberikan kekuatan kesempatan waktu untuk penulis berkarya.
2. Bapak dan Ibu yang tidak pernah lelah memanjatkan doa dan motivasi sehingga penulis menyelesaikan tugas sebagai mahasiswa dengan baik.
3. Bapak Dr. Fahru Nurosyid, S.Si, M.Si. selaku Kepala Prodi Fisika sekaligus sebagai Pembimbing Satu yang senantiasa memberikan nasehat dan bimbingan penuh dengan kesungguhan dalam penyusunan skripsi.
4. Ibu Dr. Triana Kusumaningsih, S.Si, M.Si. selaku Pembimbing Dua yang senantiasa memberikan bimbingan arahan dan nasehat yang penuh perhatian dalam penyusunan skripsi.
ix
6. Teman-teman DSSC Group Mbak Dinasti, Mbak Azizah, Mbak Endang, Mbak Seti, Mbak Nadya, Mbak Maya, Mbak Anggit , Mbak Sistha dan Teman-teman Material Research.
7. Pak BP, Mas David dan Mbak Hanik yang telah membantu dalam penelitian..
8. Semua dosen pengajar Prodi Fisika FMIPA UNS.
9. Teman-teman CFC 2012 yang tidak bisa disebutkan satu per satu. 10. Keluarga Besar Pesma Tanwirul Fikr dan Keluarga Besar Ma’had Al
Ma’rifah wal Adab.
11. Teman-teman KKN Watukarung dan Hadiwarno.
Semoga Allah jalla wa ‘ala senantiasa memberikan rahmat dan keberkahan atas bantuan yang telah diberikan. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya. Semoga menjadi amal jariyah semua pihak yang berhubungan dengan penyelesaian tugas ini. Amin Ya Robbal ‘Alamin.
Surakarta, Juli 2017
x PUBLIKASI
xi DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PERNYATAAN ... iv
HALAMAN MOTTO ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vi
HALAMAN ABSTRAK ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
HALAMAN PUBLIKASI ... x
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR SIMBOL ... xv
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Batasan Masalah ... 4
1.3. Rumusan Masalah ... 4
1.4. Tujuan ... 4
1.5. Manfaat ... 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1. Bunga Mawar ... 6
2.2. Maserasi ... 7
2.3. DSSC ... 7
2.3.1. Prinsip DSSC ... 8
2.3.2. TCO ... 10
2.3.3. Counter Electrode ... 10
2.3.4. Dye ... 10
2.3.5. Anthocyanin ... 11
2.3.6. Elektrolit ... 12
xii
2.4. Spektrofotometer UV-Vis ... 13
2.5. Efisiensi Sel Surya ... 14
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ... 16
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 16
3.2. Alat dan Bahan ... 16
3.2.1. Alat Penelitian ... 16
3.2.2. Alat Karakterisasi ... 17
3.2.3. Bahan Penelitian ... 17
3.3. Prosedur Penelitian ... 18
3.3.1. Ektraksi Bunga Mawar ... 19
3.3.2. Pembuatan Variasi Volume Larutan Dye Bunga Mawar ... 19
3.3.3. Karakterisasi Absorbansi Dye Bunga Mawar ... 20
3.3.4. Preparasi Substrat FTO ... 20
3.3.5. Pembuatan Pasta TiO2 ... 20
3.3.6. Deposisi Lapisan TiO2 ... 21
3.3.7. Perendaman Lapisan TiO2 Dengan Dye ... 22
3.3.8. Pembuatan Elektroda Lawan (Katoda) ... 22
3.3.9. Persiapan Larutan Elektrolit ... 22
3.3.10.Pembuatan Struktur Sandwich DSSC ... 23
3.3.11.Pengukuran Karakteristik I-V DSSC ... 23
BAB 4 HASIL dan PEMBAHASAN ... 25
4.1 Karakterisasi UV-Vis Dye Bunga Mawar ... 25
4.2 Uji Sifat Optik Variasi Volume Larutan Dye ... 26
4.3 Karakterisasi Arus Dan Tegangan DSSC ... 27
BAB 5 PENUTUP ... 31
Kesimpulan ... 31
Saran ... 31
DAFTAR PUSTAKA ... 32
xiii
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR 2.1. Bunga Mawar ... 6
GAMBAR 2.2. Struktur DSSC ... 8
GAMBAR 2.3. Skema dan Reaksi DSSC ... 9
GAMBAR 2.4. Gugus Fungsi Anthocyanin ... 11
GAMBAR 2.5. Puncak Absorbansi Anthocyanin Dengan Uji UV-Vis Dari Ekstrak Berbagai Buah ... 12
GAMBAR 2.5. Kurva Karakteristik Sel Surya ... 15
GAMBAR 3.1. Alur Proses Penelitian ... 18
GAMBAR 3.2. Pengenceran Volume Larutan Dye ... 19
GAMBAR 3.3. Pengadukan Pasta TiO2 Dengan Magnetic Stirrer ... 21
GAMBAR 3.4. Skema Deposisi Lapisan TiO2 Dengan Spin Coating ... 21
GAMBAR 3.5. Deposisi lapisan elektroda lawan ... 22
GAMBAR 3.6. Larutan Elektrolit ... 22
GAMBAR 3.7. Struktur Sandwich DSSC ... 23
GAMBAR 3.8. Uji I-V sel DSSC ... 24
GAMBAR 4.1. Puncak Absorbansi Dye Bunga Mawar ... 26
GAMBAR 4.2. Absorbansi Dye Bunga Mawar Dengan Pengenceran Metanol ... 27
GAMBAR 4.3. Grafik Karakterisasi Hubungan Arus dan Tegangan DSSC ... 28
xiv
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Satuan
Pmax Daya maksimal Watt (W)
Pin Daya masuk Watt (W)
Voc Tegangan open circuit Volt (V)
Isc Arus short circuit Ampere (I)
FF Fill Factor -
Vmax Tegangan maksimum Volt (V)
Imax Arus maksimum Ampere (I)
ɳ Efisiensi Persen (%)
λ Panjang gelombang Nanometer (nm)
ε Absorbtivitas Lt mol-1 .cm-1
b Tebal sampel Meter (m)
c Konsentrasi Mol lt-1
A Luas Meter2 (m2)
