EKSTRAK ZAT WARNA ALAMI DARI KULIT TERUNG UNGU
(Solanummelongena L.) SEBAGAI FOTOSENSITIZER PADA
SEL SURYA TERSENSITISASI ZAT WARNA
SKRIPSI SARJANA KIMIA
Oleh
NADYA PRATIWI
BP : 1010411002
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
EKSTRAK ZAT WARNA ALAMI DARI KULIT TERUNG UNGU (Solanum melongena L.) SEBAGAI FOTOSENSITIZER PADA SEL SURYA
TERSENSITISASI ZAT WARNA
Oleh:
Nadya Pratiwi (BP : 1010411002)
Prof.Dr.Hermansyah Aziz, Olly Norita Tetra M.Si.
Fabrikasi sel surya tersensitisasi zat warna berbasis elektroda nanokristal ZnO menggunakan dye kulit terung ungu, elektrolit I-/I3-, dan counter-elektroda
karbon yang dirangkai dengan struktur sandwich dengan variasi waktu perendaman. Ekstrak zat warna dikarakterisasi menggunakan spektrofotometer UV-Vis menunjukkan bahwa dye kulit terung ungu mempunyai serapan yang lebar pada daerah sinar tampak dengan panjang gelombang maximum (λmax)
538 nm. Rangkaian sel surya diukur nilai tegangan, arus listrik, dan dayanya berdasarkan variasi lama perendaman lapisan semikonduktor dalam larutan dye yaitu 5, 10, 15, dan 20 menit. Hasil pengukuran menunjukkan tegangan, arus dan daya pada perendaman selama 20 menit memiliki kinerja sel yang menghasilkan performa lebih baik dengan masing-masing tegangan, arus, dan daya 412 mV, 0,027 mA, dan 11,124 mW. Hasil karakterisasi kurva arus-tegangan menghasilkan arus rangkaian pendek 0,0018-0,0057 mA, arus-tegangan rangkaian buka 162-318 mV untuk masing-masing perendaman dan Fill Factor(FF) tertinggi 0,5 untuk larutan dye dengan lama perendaman 15 menit.Efisiensi tertinggi diperoleh 0,0097% untuk larutan dye dengan lama perendaman 20 menit.
ABSTRACT
NATURAL DYE EXTRACTED FROM PEEL OF EGGPLANT (Solanum melongena L.)AS A PHOTOSENSITIZERS IN DYE SENSITIZED SOLAR
CELL
by:
Nadya Pratiwi (BP : 1010411002)
Prof.Dr.Hermansyah Aziz, Olly Norita Tetra M.Si.
ABSTRACT
Fabricated of dye sensitised dolar cell based of ZnO nanocrystal electrode using natural dye from peel of eggplant, electrolite of I-/I3-, counter-electrode of
carbon which assembled as a sandwich type had been done. Extraction of dyes was characterized by using UV-Vis Spectrophotometer. It had shown that dye have wide absorbtion in visible light range with maximum wave length (λmax) 538
nm. The circuit of solar cell was measured their voltage value, their current electricity and their power based on variation the time of soaking semiconductor layer in dye solution from 5, 10, 15, and 20 minutes. The result of research has shown voltage, current electricity, and power in soaking 20 minutes had performance cell resulting better in performancing with voltage, current electricity, and power 412 mV, 0,027 mA, and 11,124 mW. The result of current voltage characteristics of curve given 0,0018-0,0057 mA short circuit current, 162-318 mV open circuit voltage for soaking respectively and the highest Fill Factor (FF) is 0,5 for solution dye with soaking 15 minutes. The highest efficiency is 0,0097% for solution dye with soaking 20 minutes.
1.1 Latar Belakang Penelitian
Krisis energi dan bahan bakar merupakan permasalahan utama pada saat ini. Sumber bahan bakar fosil mulai menipis, namun tingkat kebutuhan energi terus bertambah dan mengalami peningkatan penggunaaan energi bahan bakar. Banyak negara di dunia tidak memiliki energi alternatif sehingga sangat dibutuhkan sumber energi yang berkelanjutan[1].
Perkembangan sistem konversi energi surya menjadi energi listrik berlangsung melalui sistem yang disebut sebagai sel fotovoltaik. Sel surya merupakan suatu mekanisme yang bekerja berdasarkan efek fotovoltaik dimana foton dari radiasi diserap kemudian dikonversikan (diubah) menjadi energi listrik. Efek fotovoltaik sendiri adalah suatu peristiwa terciptanya muatan listrik didalam bahan sebagai akibat penyerapan (absorbsi) cahaya dari bahan tersebut. Sistem fotovoltaik non- konvensional yang telah diteliti dan paling terkenal adalah sistem fotovoltaik generasi ketiga yang dikembangkan oleh Michael Grätzel pada 1991 dimana sistem ini dinamakan sel surya tersensitisasi zat warna(dyesensitised solar cell)[2].
Keunggulan dari DyeSensitised Solar Cell (DSSC) adalah selain teknik
fabrikasinya relatif sederhana juga tidak memerlukan teknologi yang rumit
sehingga biaya produksinya relatif rendah. Berbeda dengan sel surya
konvensional yang semua proses melibatkan bahan silikon itu sendiri, pada
DSSC absorpsi cahaya dan separasi muatan listrik terjadi pada proses yang
terpisah. Absorpsi cahaya dilakukan oleh molekul dye (pewarna) dan separasi
muatan oleh semikonduktor anorganik nanokristal yang memiliki celah pita
lebar. Bahan semikonduktor yang sering digunakan sebagai elektroda dalam
dye[12].Ekstrak dye atau pigmen tumbuhan yang digunakan sebagai fotosensitizer mengandung klorofil, karoten atau antosianin.
Dalam penelitian ini digunakankulit terung ungu sebagai sumber dye yang memiliki pigmen alami antosianin dan mudah diekstrak. Elektroda utama yang telah dilapisi ZnO akan dicelupkan dalam dye dengan waktu perendaman yang divariasikan. Belum ditemukan informasi tentang penggunaan zat warna kulit terung dengan waktu perendaman yang divariasikan, serta penggunan ZnO sebagai semikonduktor menggunakandye kulit terung ungu, maka sangat beralasan untuk mengembangkan sel surya tersensitisasi zat warna kulit terung ungu sebagai potensi sumber daya energi di Indonesia yang kaya dengan energi surya.
1.2 Rumusan Masalah
Penggunaan dye alami dari kulit terung ungu dan lapisan semikonduktor ZnO pada DSSC dilakukan dengan variasi waktu perendaman dan diteliti hasil kinerja DSSC yang menggunakan ekstrak zat warna alami dari kulit terung ungu sebagai fotosensitizer.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian yang ingin dicapai adalah:
1. Membuat DSSCdengan zat warna kulit terung ungu sebagai dye dalam skalalaboratoriumyang dapat mengkonversikan energi surya menjadi energi listrik.
2. Mengkarakterisasi besar arus listrik dan tegangan yang dihasilkan DSSC dari sumber cahaya matahari langsung dengan variasi waktu perendaman. 3. Menentukan Fill Factor (FF) dan efisiensi (η) dari DSSCdengan zat warna
