Abstrak—Telah dilakukan fabrikasi DSSC dengan
menggunakan dye kulit buah mannggis (Garcinia Mangostana L) dengan variasi elektrolit gel teknik pelapisan spin coating. Variasi elektrolit gel yang digunakan terdiri dari elektrolit A dan B. Elektrolit A dibuat dengan mencampurkan Kalium Iodide 3 gr dan 3 ml Iodine sebagai elektrolit cair, kemudian ditambahkan senyawa pembuat gel menggunakan 3 gr PEG 1000 yang dilarutkan kedalam 5 ml klorofom dan distirrer. Dibuat elektrolit B dengan komposisi berbeda dengan mencampurkan 3 gr KI kedalam 5 ml Iodine, kemudian dicampurkan senyawa pembuat gel menggunakan 6 ml PEG 1000 yang dilarutkan dalam 6 ml klorofom. Berdasarkan hasil pengujian menggunakan sumber cahaya lampu halogen. Diperoleh bahwa arus dan tegangan yang dihasilkan elektrolit gel cukup stabil. Arus tertinggi yang dihasilkan DSSC dengan elektrolit A sebesar 12,8 μA sedangkan pada DSSC dengan elektrolit B sebesar 21,4 μA. Pada penelitian ini jika semakin banyak Iodine yang digunakan maka arus yang dihasilkan semakin tinggi.
Kata Kunci—DSSC, TiO2
I. PENDAHULUAN
, Dye Ekstrak Kulit Manggis, Elektrolit Gel, Spin Coating.
el surya dalam perkembangannya telah banyak inovasi. Berdasarkan perkembangan teknologi saat ini dan bahan pembuatannya sel surya dibedakan menjadi dua yaitu pertama, sel surya konvensional yang berbasis silikon. Kedua,
advance sel surya yang terbagi atas tiga macam yaitu Thin Film material, Multi junction (Tanden), Dye sensitized Solar Cell (DSSC). Diantara beberapa jenis sel surya tersebut yang
mudah untuk difabrikasi dan membutuhkan biaya yang murah adala sel surya jenis DSSC. DSSC sebagai sel surya dengan dye sensitizer dari bahan organik dapat dikembangkan berbiaya murah serta fabrikasi mudah.
Pada penelitian sebelumnya oleh Zamroni[1], fabrikasi DSSC masih menggunakan bahan semikonduktor TiO2 yang berukuran mikro sebagai fotokatalisnya, dan menggunakan
dye sensitizer kulit manggis dengan metode pelapisan TiO2 pada kaca ITO yaitu metode Doctor Blade sehingga diperoleh nilai tegangan DSSC yang besar namun kestabilannya kurang. Penelitian Hidayat[2], mengunakan dye kulit manggis, bahan TiO2
Berdasarkan referensi di atas, masih perlu inovasi untuk mendapatkan optimalisasi dari fabrikasi DSSC. Maka dari itu diperlukan adanya penelitian yang lebih lanjut agar diperoleh efisiensi DSSC yang tinggi dan menghasilkan daya yang lebih besar. Pada penelitian ini akan digunakan metode Spin
Coating untuk pelapisan TiO
mikro dengan metode pelapisan Spin Coating dan membandingkan sel yang diberi spacer dan tidak diberi
spacer. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa DSSC
dengan spacer tegangan dan arus yang dihasilkan lebih stabil. Penelitian Romli[3], menggunakan dye yang sama dan metode yang sama dengan penelitian hidayat namun dibuat variasi kecepatan putar Spin Coating, hasilnya menunjukkan efisiensi yang lebih bagus.
2. Bahan TiO2
Pada dasarnya prinsip kerja DSSC mengkonversi energi cahaya ke listrik dalam skala molekular dalam bentuk reaksi dari transfer elektron. Proses pertama dimulai dengan terjadinya eksitasi elektron pada dye akibat absorbsi foton. Dimana ini merupakan salah satu peran dari sifat TiO
yang digunakan masih berukuran mikro dan berfasa anatase, bahan dye yang digunakan yaitu ekstrak kulit terluar buah manggis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengaruh elektrolit gel terhadap tegangan dan arus yang dihasilkan.
2. Ketika foton dari sinar matahari menimpa elektroda kerja pada DSSC, energi foton tersebut diserap oleh dye yang melekat pada permukaan TiO2. Sehingga dye mendapatkan energi untuk tereksitasi. Dye tereksitasi membawa energi dan diinjeksikan ke pita konduksi pada TiO2. TiO2
Secara umum, Gambar 1 menunjukan DSSC terdiri dari
dye-sensitized yang terbuat dari bahan organik, lapisan TiO
berperan sebagai akseptor atau kolektor elektron. Molekul dye yang ditinggalkan kemudian dalam keadaan teroksidasi. Selanjutkan elektron akan ditransfer melewati rangkaian luar menuju elektroda pembanding ( elektroda yang mengandung lapisan karbon). Elektrolit (pasangan iodide dan triodide) yang bertindak sebagai mediator elektron sehingga dapat menghasilkan proses siklus dalam sel. Ion Triodide menangkap elektron yang berasal dari rangakaian luar dengan bantuan molekul karbon sebagai katalis. Elektron yang tereksitasi masuk kembali ke dalam sel dan dibantu oleh karbon sehingga dapat bereaksi dengan elektrolit yang menyebabkan penambahan ion iodide pada elektron. Kemudian satu ion iodide pada elektrolit mengantarkan elektron yang membawa energi menuju dye teroksidasi. Elektrolit menyediakan elektron pengganti untuk molekul dye teroksidasi. Sehingga dye kembali ke keadaan awal[2].
2 nanokristal, larutan elektrolit yang mengandung pasangan redoks I-/I3- dan substrat kaca ITO sebagai elektoda kerja. Faktor luar area dan ketebalan lapisan semikonduktor yang mengatur peningkatan beban dye, kemudian kerapatan optis yang menghasilkan efisiensi penyerapan cahaya. Kerapatan optis menyatakan ukuran transmisi suatu elemen optik dengan panjang gelombang tertentu. Jika dihubungkan dengan pemberian radiasi pada suatu objek, maka kerapatan optisnya merupakan perbandingan antara intensitas awal dan intensitas transmisi.
Pengaruh Penggunaan Elektrolit Gel Terhadap Arus dan Tegangan DSSC
Prototipe DSSC Ekstrak Kulit Manggis (Garcinia Mangostana L.) Sebagai Dye
Sensitizer
Iftihatur Rofi’ah, Gontjang Prajitno
Jurusan Fisika, Fakultas IPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail:Gontjang@physics.its.ac.id
Gambar 1 Skema DSSC
DSSC berbentuk struktur sandwich, dimana dua elektroda yaitu elektroda TiO2
TiO
dengan dye dan elektroda pembanding yang terbuat dari kaca ITO dilapisi karbon yang mengapit elektrolit membentuk sistem sel fotoelektrokimia. Elektroda pembanding terbuat dari kaca ITO yang dilapisi dengan karbon karena memiliki konduktivitas yang cukup dan resistansi panas dan aktivitas elektrokatalitik dari reduksi triiodide.
2 adalah material fotokatalis yang memiliki daya oksidasi yang kuat, photostabilitas yang tinggi dan selektivitas redoks. Syarat penting untuk meningkatkan aktivitas katalis dari TiO2 adalah meningkatkan luas permukaan dari TiO2
Sifat fisis dan kimia dari TiO yang bergantung pada ukuran kristalnya.
2 bergantung pada ukuran, morfologi dan struktur kristalnya. TiO2 memiliki tiga bentuk kristal yaitu anatase, rutile, dan brookite. Kristal TiO2 fase anatase memiliki kemampuan yang lebih aktif daripada rutile. Anatase dianggap sebagai fase yang paling menguntungkan untuk fotokatalisis dan konversi solar energi. TiO2 hanya mampu menyerap sinar ultraviolet (350-380 nm). Untuk meningkatkan serapan spektra TiO2
Buah manggis merupakan buah yang mempunyai banyak keunggulan dibandingkan buah lainnya. Bagian kulit buah manggis dapat dimanfaatkan sebagai penghasil zat warna alami yang dapat digunakan sebagai pewarna makanan, juga dapat dimanfaatkan sebagai antioksidan, antidiare dan antikanker. Pemanfaatan kulit buah manggis belum maksimal. Penampilan kulit buah manggis yang berwarna ungu menunjukkan ada pewarna alami yang terkandung didalamnya. Salah satu senyawa flavonoid yang terkandung dalam kulit buah manggis adalah antosianin[3]. Antosianin merupakan zat warna yang paling penting dan tersebar luas, pigmen memberikan warna pada tumbuhan tinggi dan mudah larut dalam air[4]. Pigmen ini berperan terhadap timbulnya warna pada bunga, daun, dan buah. Antosianin bersifat polar sehingga dapat dilarutkan pada pelarut polar seperti etanol, aseton, dan air. Berdasarkan tingkat polaritasnya antara antosiansin sebagai zat terlarut dan air sebagai pelarut tidak seimbang.
di daerah tampak, dibutuhkan lapisan zat warna yang akan menyerap cahaya tampak. Zat warna tersebut berfungsi sebagai sensitizer.
Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut dalam pelarut cair. Diketahuianya senyawa aktif yang dikandung oleh suatu bahan (simplisia) akan mempermudah pemilihan pelarut dan metode ekstraksi yang tepat[5].
II. METODOLOGI A. Preparasi Elektroda Kerja
Elektroda kerja terbuat dari kaca konduktif jenis FTO yang dilapisi dengan pasta TiO2. Cara membuat pasta TiO2 yaitu dengan mencampurkan serbuk TiO2 mikro sebanyak 4 gr dilarutkan dalam 15 ml Asam asetat, distirrer selama 30 menit. Kemudian ditambahkan 10 tetes Triton X-100 dan distirrer kembali selama 1 jam. Pasta TiO2 yang sudah jadi dideposisikan pada kaca konduktif FTO dengan metode Spin
Coating. Kecepatan putar Spin Coating 1000, 1500 dan 2000
masing-masing selama 40 menit. Agar didapatkan hasil deposisi yang baik maka hasil spin coating dikalsinasi pada temperatur 450ºC selama 30 menit dan didinginkan pada suhu 70 ºC agar pada pencelupan dye dapat menempel pada TiO2.
B. Preparasi Dye Kulit Manggis sebagai fotosensitizer .
Pewarna yang digunakan dalam penelitian ini adalah ekstrak kulit manggis. Kulit manggis diekstrak dengan membuat bubuk dari kulit manggis yang telah dikeringkan, kemudian bubuk tersebut dilarutkan dengan menggunakan air. Dibuat 5 gr kulit manggis dan dilarutkan dalam 100 ml air. Untuk menguji daya serap dari ekstrak Jahe Merah yaitu dengan menggunakan UV-VIS spektrofotometer.
C. Preparasi Larutan Elektrolit
Larutan elektrolit yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah pasangan redoks iodin dan Iodide (I-/I
3-Elektrolit B dibuat dengan komposisi yang berbeda dari elektrolit A. elektrolit B dibuat dengan mencampurkan 3 gr KI kedalam 5 ml Iodine dan distirrer selama 15 menit dan merupakan elektrolit cair. Sedangkan senyawa pembuat gelnya dibuat dengan melarutkan 6 gr PEG 1000 kedalam 6 ml kloroform. Setelah itu dicampurkan pada larutan elektrolit cair dan distirrer selam 1 jam.
) dan akan ibuat gel dengan penambahan beberapa senyawa. Senyawa dalam pembuatan larutan elektrolit ini adalah Kalium Iodida (KI), Iodine, PEG 1000 dan Klorofom. Dibuat dua macam elektrolit gel dengan komposisi yang berbeda untuk melihat karakteristik dari masing-masing elektrolit. Prosedur awal pembuatan larutan elektrolit ini adalah untuk elektrolit A dibuat dengan mencampurkan 3gram Kalium Iodide ke dalam 3 ml Iodine dan distrirrer selama 15 menit. Kemudian disiapkan senyawa pembuat gelnya yaitu PEG 1000 sebanyak 3 gr dilarutkan dalam 5 ml klorofom, larutan tersebut kemudian dicampurkan apada elektrolit cair dan distirrer selama satu jam. Kemudian disimpan dalam wadah tertutup untuk menghindari penguapan.
D. Pembuatan Elektroda Pembanding
Elektroda pembanding dibuat dengan kaca FTO yang dilapisi karbon. Pelapisan karbon pada kaca FTO yaitu dengan menggores-goreskan Pensil 8B pada bagian konduktif kaca FTO kemudian dipanaskan di atas nyali api lilin hingga terbentuk lapisan berwarna hitam seperti gambar 3.
E. Pembuatan Sandwich DSSC
Setelah masing-masing komponen DSSC tersebut siap langkah berikutnya adalah menyusun sandwich DSSC,berikut adalah prosesnya:
1. Elektroda kerja yang telah disiapkan, direndam dalam larutan dye selama 1 hari agar dye dapat emenempel pada lapisan TiO2
2. Disiapkan spacer dari selotip plastik dengan ukuran 2 mm dan disesuaikan dengan luasan elektroda TiO
.
2
3. Kemudian larutan elektrolit dioleskan tepat di atas lapisan TiO
yang tidak dilapisi pasta.
2. Setelah itu diletakkan elektroda pembanding diatas substrat TiO2
F. Pengujian DSSC
yang telah diberi spacer tadi, elektroda pembanding dipasang tidak sejajar untuk memudahkan pada saat pengujian. Setelah itu klip kertas dipasang untuk menguatkan kedua elektroda tersebut.
Pengujian DSSC meliputi tegangan dan arus, dilakukan di dalam ruangan dengan menggunakan cahaya lampu Halogen. Dan diguunakan voltmeter untuk menguukur arus dan tegangan serta rangkaian sebagai beban.
Gambar 1 Rangkaian Pengujian arus dan tegangan untuk DSSC
III.HASILDANPEMBAHASAN
G. Hasil Uji Spektrofotometer UV Vis pada Dye Kulit Manggis
Semikonduktor TiO2 hanya mampu menyerap sinar ultraviolet dengan panjang gelombang (350-380 nm). Untuk meningkatkan serapan spektra TiO2 didaerah tampak, dibutuhkan zat warna yang akan menyerap cahaya tampak, Manggis adalah salah satu buah yang memiliki kandungan zat warna (antosianin). Dalam 100 gram kulit buah manggis terdapat 59,3 mg antosianin. Jika daya serapan dye kulit manggis tinggi maka kemampuan mengabsorb foton yang dipancarkan oleh sinar matahari juga besar sehingga mampu mengeksitasi elektron-elektron yang terdapat pada bahan semikonduktor yaitu TiO2
Alat yang digunakan untuk uji UV-Vis adalah spektrofotometrer Vis. Prinsip kerja spektrofotometri UV-Vis yaitu interaksi yang terjadi antara energi yang berupa sinar monokromatis dari sumber sinar dengan materi yang berupa molekul. Besar energi yang diserap tertentu dan menyebabkan elektron tereksitasi dari keadaan dasar ke keadaaan tereksitasi yang memiliki energi lebih tinggi dari energi gap TiO
dari pita konduksi dan arus yang dihasilkan cukup besar. Untuk mengetahui daya serap dye kulit manggis maka dilakukan uji UV-Vis.
2
Cahaya tampak berada pada panjang gelombang antara 380-780 nm, panjang gelombang tersebut divisualisasikan dengan beberapa macam spektrum warna.
.
Dari hasil uji UV-Vis pada gambar 2 dye kulit manggis mengabsorb pada panjang gelombang cahaya dengan rentang antara 280-520 nm. Nilai absorbansi maksimum kulit manggis 5, sedangkan puncak absorbansi terjadi pada panjang
gelombang 330, 390, 460 dan 510 nm. Sinar matahari menghasilkan 5% spektra di daerah ultraviolet dan 45% di daerah cahaya tampak(380-780 nm). Dengan kemampuan absorbansi pada rentang panjang gelombang 280-520 maka kulit manggis memungkinkan untuk menyerap energi sinar matahari sehingga memaksimalakan daya kerja DSSC.
Gambar 2 Absorbansi Kulit Manggis
H. Analisis Elektrolit Gel
Pada penelitian-penelitian sebelumnya digunakan elektrolit cair sebagai media transfer elektron. Ketahanan arus dan tegangan yang diperoleh hanya bertahan dalam jangka waktu tertentu dan harus dilakukan penetesan ulang jika akan dilakukan pengujian lagi. Oleh karena itu penelitian kali ini elektrolit yang digunakan dibuat gel agar dalam penggunaannya DSSC mampu bertahan dalam jangka waktu yang lama tanpa fabrikasi ulang.
Larutan elektrolit yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah pasangan redoks iodin dan Iodide (I-/I
3-Untuk elektrolit B dibuat dengan komposisi berbeda dari elektrolit A, pada elektrolit B ini dibuat dengan mencampurkan 3 gr KI kedalam 5 ml Iodine, sebagai pembuat gelnya dicampurkan 6 gr PEG 1000 kedalam 6 ml kloroform dan dicampurkan kedalam larutan elektrolit yang sudah dibuat sebelumnya, distrirrer dengan waktu dan temperatur yang sama seperti elektrolit A.
) dibuat dengan dua macam variasi. Elektrolit A dibuat dengan mencampurkan 3 gram Kalium Iodide (KI) ke dalam 3 ml iodine dan distirrer selama 1 jam. Larutan yang sudah dibuat selanjutnya disimpan pada wadah/botol yang tertutup rapat (menghindari penguapan larutan). Disiapkan PEG 1000 sebanyak 3 gr dilarutkan kedalam 5 ml kloroform kemudian dicampurkan kedalam larutan elektrolit yang sebelumnya sudah dibuat dan distrirrer selama 1 jam dengan temperatur pemanasan 60ºC agar PEG 1000 cepat larut kedalam larutan tersebut.
Digunakan polimer PEG sebagai senyawa pembuat gel. PEG disini dianalogikan hanya sebagai template dari elektrolit agar tidak mudah menguap sehingga arus dan tegangang yang dihasilkan stabil, jadi PEG tidak megikat senyawa-senyawa
lain dari komposisi elektrolit. Dalam penggunaannya, PEG sering digunakan untuk sebagai campuran kosmetik maupun obat-obatan. Jenis PEG sendiri bervariasi sesuai dengan berat molekulnya. Untuk penelitian kali ini digunakan PEG 1000 yang berbentuk kristalin putih dan berminyak, dengan bentuk tersebut PEG perlu dilarutkan ke dalam senyawa lain agar mudah untuk dicampurkan pada pasangan larutan KI dan I. Pelarut yang digunakan adalah senyawa kloroform, dipilih senyawa tersebut karena sifat dari kloroform biasanya sangat baik digunakan sebagai pelarut organik, dan juga non polar, sebagai pelarut minyak dan lemak. Dari sifat-sifat tersebut maka dipilhlah kloroform sebagai pelarut PEG.
Dari sintesis elektrolit yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa pada penelitian kali ini berat molekul PEG yang digunakan untuk membuat gel mempunyai berat molekul minimal sebesar 1000 agar elektrolit dapat berubah menjadi gel dengan struktur yang lebih kental. Semakin banyak Iodine yang digunakan maka senyawa pembuat gelnya juga semakin banyak agar elektrolit dapat terbentuk gel.
I. Pengujian DSSC
Pengujian DSSC dilakukan di laboratorium optoelektronika fisika ITS Surabaya. Pengujian DSSC dilakukan dibawah sinar lampu halogen dengan jarak 3 cm dan intensitasnya 86400 lumen/m2. Permukaan sisi elektroda kerja TiO2
Digunakan dua macam variasi elektrolit gel dengan 2 sampel DSSC yang berbeda. Pengujian dilakukan dengan menggunakan peralatan resistor jenis potensio 100 kΩ sebanyak 4 buah yang dirangkai paralel, kabel penjepit buaya, PCB yang nantinya dibuat rangkaian sebagai beban pada DSSC, seperti yang terlihat pada gambar 3, multimeter 2 buah yang berfungsi untuk mengukur arus dan tegangan yang dihasilkan.
berada dibagian yang disinari oleh halogen, data yang akan diambil adalah arus dan tegangan pada hambatan minimum sekitar 18 Ω dan hambatan maksimum 413 KΩ.
Gambar 3 Proses Pengujian DSSC
Pada pengujian DSSC, jika hambatan rangkaian yang dihasilkan potensiometer minimum maka akan timbul arus besar yang diperoleh dari DSSC, sesuai dengan hukum ohm yaitu tegangan diperoleh dari hasil perkalian arus dan hambatan, dari sini dapat diketahui bahwa hubungan antara hambatan dan tegangan adalah berbanding lurus, sedangkan arus sendiri merupakan hasil bagi antara tegangan dan
hambatan oleh karena itu jika hambatan yang diberikan minimum maka akan diperoleh arus yang besar. sedangkan jika hambatan yang diberikan pada rangkaian maksimum maka arus tidak terbaca, faktor tersebut dikarenakan arus yang dihasilkan sangat kecil sehingga alat ukur yang digunakan tidak mampu membaca besarnya arus yang dihasilkan. Untuk pengujian pada hambatan maksimum yaitu 413 KΩ akan terukur tegangan yang dihasilkan oleh DSSC, pada saat ini alat ukur berada pada rangkaian paralel dengan DSSC itu sendiri sehingga akan menghasilkan tegangan yang besar.
J. Pengujian Arus yang Dihasilkan Oleh DSSC
Ketika cahaya berupa foton yang berasal dari halogen menumbuk elektroda kerja, terjadi eksitasi elektron yang berasal dari dye akibat absorbsi foton. Elektron tereksitasi dari
ground state ke excited state kemudian terinjeksi menuju band
gap TiO2 sehingga molekul dye teroksidasi. Dengan adanya donor elektron dari elektrolit (I-) maka molekul dye kembali ke keadaan awal dan mencegah penangkapankembali elektron oleh dye teroksidasi. Setelah mencapai elektroda kerja elektron mengalir menuju elektroda karbon melalui rangkaian eksternal. Dengan adanya katalis pada elektroda karbon yaitu karbon itu sendiri, elektron diterima oleh elektrolit sehingga hole yang terbentuk pada elektrolit (I3-), akibat donor elektron pada proses sebelumnya berekombinasi dengan elektron sebelumnya membentuk Iodide (I
-Arus yang dihasilkan oleh elektrolit gel ini berupa arus stabil, hal tersebut dapat dilihat pada gambar 4, gambar tersebut menunjukkan grafik yang dihasilkan oleh elektrolit A pada pengukuran dengan resistansi rangkaian sebesar 18Ω dan resistansi kaca sebesar 50KΩ. Pengambilan data dilakukan tiap menit untuk mengamati perubahan arus. Diperlihatkan bahwa kestabilan arus membutuhkan waktu sekitar 40 menit dari waktu awal pengukuran. Arus awal didapatkan 12,8 μA, perubahan saat menuju stabil dalam tiap menitnya mengalami penurunan drastis, hingga pada menit ke-40 arus menunjukkan perubahan yang stabil seiring berjalannya waktu. Pada penelitian ini arus yang dihasilkan tidak pernah nol, terbukti pada pengukuran setelah 2 jam arus stabil sekitar 4,2 μA sehingga dapat dipastikan arus tidak pernah hilang karena elektrolit yang digunakan tidak mudah menguap, sehingga proses siklus DSSC masih tetap berjalan untuk menghasilkan
). Iodide ini digunakan untuk mendonor elektron kepada dye yang teroksidasi sehingga terbentuk siklus transport elektron dan menghasilkan arus.
arus.
Gambar 4 Grafik hubungan Arus terhadap Waktu DSSC dengan elektrolit gel A pada hambatan 18 Ω dan resistansi kaca 50KΩ dengan waktu pengujian 2 jam
Sampel berikutnya adalah sel DSSC dengan menggunakan elektrolit B. Pada pengujiannya dilakukan sama seperti sampel pada elektrolit A namun resistansi kaca konduktif pada sampel B ini lebih besar dari sampel A yaitu sekitar 380KΩ. Terlihat dari gambar 5 bahwa arus yang dihasilkan pun masih kecil. Arus ini mencapai keadaan stabil dalam waktu sekitar 50 menit. Berbeda dengan sampel A, pada sampel B didapatkan arus tertinggi 21,4 μA. Akan tetapi tegangan yang dihasilkan lebih kecil dari sampel DSSC elektrolit A.
Gambar 4.5 Grafik hubungan Arus terhadap Waktu DSSC dengan elektrolit B pada hambatan 18 Ω dan resistansi kaca 380 KΩ dengan waktu pengukuran 2 jam
Gambar 6 Grafik perbandingan Arus pada DSSC elektrolit A dan B terhadap waktu pada hambatan 18Ω
Dari sini dapat kita bandingkan kedua sampel tersebut. Dari grafik 6 diperlihatkan bahwa arus yang dihasilkan oleh elekrolit B lebih besar dari elektrolit A. Penggunaan Iodine sangat berpengaruh terhadap arus yang dihasilkan, pada penelitian ini semakin banyak Iodine yang digunakan maka arus yang dihasilkan semakin tinggi akan tetapi dalam kasus lain penggunaan Iodine yang terlalu banyak dapat mengurangi daya yang dihasilkan oleh DSSC. Selain itu kestabilan yang dihasilkan pun berbeda, semakin banyak kandungan Iodine maka waktu yang dibutuhkan menuju stabil pun semakin lama, karena pada penelitian ini stabil pada arus kecil. Jadi jika arus yang dihasilkan tinggi maka proses menuju stabil pun lama. Pada DSSC dengan elektrolit A pada menit ke-40 arus sudah mulai stabil. sedangkan pada DSSC dengan elektrolit B arus mulai stabil pada menit ke-60.
K. Pengujian Tegangan yang dihasilkan DSSC
Pengukuran tegangan dilakukan pada hambatan maksimum yang dihasilkan oleh potensiometer yaitu sekitar 413 KΩ, pada hambatan ini arus tidak terbaca dikarenakan alat ukur yang digunakan tidak mampu membaca arus yang sangat kecil. Berbeda dengan tegangan, hambatan berbanding lurus dengan tegangan sehingga jika hambatannya besar maka tegangan yang dihasilkan pun cukup besar. Tegangan yang dihasilkan DSSC berasal dari beda potensial antar energi fermi TiO2 dengan potensial reduksi elektrolit. Jika ukuran partikel TiO2 lebih kecil maka energi ferminya lebih besar sehingga tegangan yang dihasilkan juga lebih besar.
0 2 4 6 8 10 12 14 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Ar us ( μA) Waktu (menit) 0 5 10 15 20 25 0 50 100 150 Ar us ( μA) Waktu (menit) 0 5 10 15 20 25 0 20 40 60 80 100 120 140 Ar us ( μA) Waktu (menit) I(μA) Elktrolit A I(μA) Elektrolit B
Gambar 4.7 Grafik hubungan Tegangan terhadap waktu DSSC dengan elektrolit A pada hambatan 413 KΩ rsistansi kaca 50K Ω dengan waktu pengujian 2 jam
Pengukuran tegangan pada sampel B menunjukkan tegangan yang stabil pula. Pada sampel ini tegangan tidak lebih besar dari sampel A, hanya berkisar 102,1-147,9 mV. Perbedaan ini disebabkan oleh resistansi kaca yang digunakan. Untuk DSSC sampel resistansi kacanya sekitar 380 KΩ. Pengujian dilakukan selama 2 jam dan diamati tegangan yang dihasilkan setiap menitnya. Dapat dilihat dari gambar 4.8 bahwa tegangan yang dihasilkan awalnya mengalami kenaikan kemudian penurunan pada menit 10 dan mulai stabil pada menit ke 80.
Gambar 4.8 Grafik hubungan Tegangan terhadap Waktu DSSC dengan elektrolit B pada hambatan 413 KΩ resitansi kaca 380 KΩ dengan waktu pengukuran 2 jam
IV. KESIMPULAN
Telah berhasil dibuat sel surya tipe DSSC menggunakan variasi elektrolit gel dengan komposisi yang berbeda. Arus maksimum yang dihasilkan elektrolit A sebesar 12,8 μA sedangkan arus maksimum yang dihasilkan elektrolit B sebesar 21,4 μA. Dalam penggunaannya elektrolit gel mampu bertahan dalam jangka waktu yang lama untuk menghasilkan
tegangan dan arus tanpa fabrikasi lagi. DAFTARPUSTAKA
[1] Zamroni, 2013, “Pembuatan dan Karakterisasi Prototipe Dye
Sensitized Solar Cell (DSSC) Menggunakan Ekstraksi Kulit Buah Manggis Sebagai Dye Sensitizer Dengan Metode Ddoctor Blade”,
Departemen FISIKA FMIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Surabaya.
[2] Rahman, hidayat, 2013, “Pengaruh Pemberian Space (Bantalan)
Untuk Mendapatkan Kestabilan Arus Dan Tegangan Prototipe Dssc Dengan Ekstraksi Kulit Buah Manggis (Garcinia Mangostana L.) Sebagai Dye Sensitizer”, Departemen FISIKA FMIPA, Institut
Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Surabaya.
[3] Purwanto, Romli, 2013, “Variasi Kecepatan Putar Dan Waktu Pemutaran Spin Coating Dalam Pelapisan Tio2
[4] Nasori, (2012), Pengembangan dan fabrikasi Dye Sensitized Solar
Cell berbasis jahe Merah Dengan metode deposisi Spin Coating dan
Docot Blade. Thesis, Jurusn Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, ITS Surabaya.
Untuk Pembuatan Dan Karakterisasi Prototipe Dssc Dengan Ekstraksi Kulit Buah Manggis (Garciniamangostana L.) Sebagai Dye Sensitizer”,
Departemen FISIKA FMIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, Surabaya.
[5] Durst, R. W., & Wrolstad, R. E., 2005. Unit F1.2: Characterization
and Measurement of Anthocyanins by UV–visible Spectroscopy. In
R. E. Wrolstad (Ed.), Handbook of analytical food chemistry (pp. 33– 45). NewYork: John Wiley & Sons.
[6] Treyball, R.E., (1981), ―Mass-Transfer Operations‖, 3rd ed, Mc Graw-Hill, New York, hal. 717-723
[7] O’regan dan Gratzel, M.”A low –Cost, High Efficiency Solar Cell
Based On Dye Sensitized Colloidal TiO2
[8]
Films”. Nature Vol.353.
Issue 6346, 737.1991
http://www.chem-is-try.org/artikel kimia/kimia material/fotokatalis pada permukaan tio2/diakses 11 Januari 2013
[9] Sastrohamidjojo, H, 1991,Spektroskopi. Yogyakarta.: Liberty
[10] H. Zhang, J.F. Banfield. “Understanding Polymorphic Phase Transformation Behavior during Growth of Nanocrystalline Aggregates: Insights from TiO2 “, J Phys Chem B, vol. 104, pp. 3481. 2000 [11] M. Hatta, Agus, dkk., 2005, Fabrikasi Devais Fotonik Berbasis Polimer
PMMA dengan Metode Spin Coating, Jurnal Fisika dan aplikasinya, ITS Surabaya.
[12] Spiro, M., Kandiah, M. and Price, W., (1990), ―Extraction of ginger rhizome: kinetic studies with dichloromethane, ethanol,2-propanol and acetone–water mixture‖, International Journal of Food Science and Technology, 25, hal. 157–167. 0 50 100 150 200 250 300 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Te ga ng an ( m V) Waktu (menit) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Te ga ng an ( m V) Waktu (menit)
