Magnetic: Research Journal Of Physics and ItAos Application Volume 2.
No.
2 September 2022 e-ISSN: 2775-8583 Pengaruh Lama Variasi Waktu Perendaman Klorofil Ekstrak Pewarna Alami Terhadap Efisiensi Dye Sensitizer Solar Cell (DSSC) Fernince Ina Pote1.
Hilary F.
Lipikuni2.
Angelikus Olla3 Program Studi Fisika.
Universitas San Pedro.
Kota Kupang.
Indonesia Email korespondensi: fernince@gmail.
Abstrak Energi yang berasal dari fosil semakin berkurang dan tidak dapat Oleh karena itu banyak para ahli mencari alternatif lain untuk menciptakan energi baru yang bersifat renewable, dan DyeSensitized Solar Cell (DSSC) merupakan salah satunya.
Penelitian ini bertujuan untuk Mengetahui karakterisasi sifat kelistrikan material dye alami yang di ekstrak dari daun Bayam .
ye Amaranthu.
yang telah dipreparasi dalam larutan ethanol sebagai sensitizer pada DSSC.
Metode spin coating digunakan agar deposisi pada TiO2 mendapatkan lapisan tipis yang homogen pada area aktif kaca FTO.
Variasi waktu perendaman kaca FTO pada dye diuji karakterisasi menggunakan I-V Meter Elkahfi.
UVVis 1601 dan I-V Keithley tipe 2602A.
Hasil absorbansi dye berada pada panjang gelombang 400 ycuyco Oe 800 ycuyco dan juga terdapat pergeseran panjang gelombang dari dye.
Efisiensi terbesar dari variasi waktu perendaman 12 jam pada klorofil dye Amaranthus yaitu 0,125%.
Efisiensi yang tinggi pada elektroda TiO2 dari variasi waktu menunjukkan kinerja kerja yang baik pada Dye Sensitized Solar Cell.
Masuk:
05 September 2022 Diterima:
14 September 2022 Diterbitkan:
21 September 2022 Kata kunci:
Dye Klorofil.
Dye Amaranthus.
Dye Sensitized Solar Cell (DSSC).
Metode Spin Coating.
Pasta TiO2 Pendahuluan Manusia membutuhkan sumber energi yang berkelanjutan, dengan meningkatnya permintaan untuk energi menjadi alasan utama untuk peneliti terus menemukan energi terbarukan.
Kenaikan tahunan konsumsi energi global akan mengakibatkan munculnya tuntutan terhadap sumber daya alam seperti batubara, minyak bumi dan gas alam.
Sumber daya alam akan membutuhkan ribuan tahun untuk dapat terbentuk kembali dan tidak dapat diganti dengan cepat saat sedang dibutuhkan .
Sel surya (DSSC) merupakan salah satu tantangan besar dan ekonomi di abad ke-21.
Tujuan utamanya adalah menciptakan dan menemukan konfigurasi terbaik sel surya berdasarkan bahan yang murah dan sangat efisien dalam konversi energi matahari dan selanjutnya menguji efisiensi sel surya titanium dioksida yang peka terhadap pewarna .
DSSC juga telah menghasilkan sel efisiensi tinggi berdasarkan Nanopartikel Titanium Dioxide (TiO2 ) dan larutan dye pada kaca substrat transparan, pewarna alami dan larutan elektrolit.
DSSC tersusun dari dua bagian yaitu pembangkitan muatan dilakukan pada pewarna semikonduktor dan pengangkutan muatan dilakukan oleh semikonduktor dan elektrolit yang merupakan optimasi sifat spektral dapat dilakukan dengan memodifikasi pewarna saja, sementara pembawa sifat transportasi dapat ditingkatkan dengan mengoptimalkan komposisi semikonduktor dan elektrolit.
DSSC menarik minat yang cukup besar karena potensinya yang menjanjikan dengan fabrikasi biaya yang rendah, bersih, ramah lingkungan, terjangkau serta dapat meningkatkan kinerja DSSC yang lebih tinggi .
dan diperkirakan akan menguasai pasar sel fotovoltaik pada masa depan .
Tujuan penting dalam pengembangan teknologi DSSC juga yaitu pembuatan sel surya karena keuntungannya sebagai peralatan catu daya.
Desain dan aplikasi baru seperti sumber daya terbarukan dan daya untuk laptop, ponsel, jam tangan, kalkulator saku, dan lain-lain diharapkan dalam waktu dekat.
Perangkat yang terkait dengan proses fotosintesis adalah DSSC, pertama kali dilaporkan oleh O 'Regan dan Grytzel pada tahun 1991, dengan efisiensi konversi daya yang relatif tinggi 7,1-7,9 %.
Parameter lainnya adalah rangkaian terbuka tegangan 0,65 Ae 0,7 V dan faktor pengisian 0,68 hingga 0,76 .
Kinerja DSSC dapat ditingkatkan dengan menggunakan dye alami klorofil.
Larutan ethanol sebagai pelarut dapat mempengaruhi nilai efisiensi dari DSSC juga akan meningkat menjadi 36,11% dibandingkan dengan pelarut air biasa.
DSSC tidak terlepas dari pewarna, dalam hal ini pewarna memiliki peranan penting sebagai penyerap cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi lisrik.
Klorofil merupakan zat hijau daun yang memiliki fungsi untuk mengadakan asimilasi karbon dalam proses fotosintesis.
Zat klorofil memiliki warna hijau dan terdapat di dalam sel-sel, terutama di Magnetic: Research Journal Of Physics and ItAos Application Volume 2.
No.
2 September 2022 e-ISSN: 2775-8583 daun-daun tumbuhan sehingga warna daun menjadi hijau.
Klorofil yang di gunakan adalah daun Bayam .
Metode Penelitian Daun Bayam digunakan untuk ekstraksi pewarna.
Daun bayam segar diambil dan dicuci dengan benar dalam air terionisasi dan dikeringkan pada suhu ruang selama 30 menit.
Daunnya kemudian dihaluskan menggunakan mortar dan ditambahkan larutan ethanol sebagai ekstraksi pelarut.
Larutan ethanol disimpan dalam wadah gelap agar mencegah paparan sinar matahari langsung.
Larutan dye diaduk selama 30 menit pada rpm 300 kemudian dipreparasi dan disimpan dalam ruang gelap dengan suhu ruangan.
Deposisi TiO2 pada kaca substrat FTO dengan area aktif 1 ycayco ycu 1 ycayco menggunakan metode spin coating .
lalu di furnace dengan suhu 4000 ya.
Kemudian direndam dalam larutan dye selama 12 jam, 24 jam dan 48 jam untuk mengetahui kinerja peka dye pada DSSC.
Karakteristik akan diukur menggunakan Spektrofotometer Uv-Vis uji larutan dye untuk mengetahui puncak gelombang dan energy gap.
Karakteristik nilai konduktivitas menggunakan Elkahfi 100/I-V Meter dan setelah rangkaian DSSC terangkai dilanjutkan dengan uji karakteristik arus-tegangan menggunakan Keithley 2602A .
Prinsip kerja DSSC berbeda dari sel surya konvensional yang menggunakan silicon.
Dalam sel surya silicon, proses penyerapan cahaya dan perpindahan muatannya disebabkan oleh materi yang sama.
Proses ini terjadi dalam berbagai macam bahan, yang bertujuan menghindari ketidakmampuan rekombinasi elektron dan hole.
Penyerapan cahaya dan perpindahan muatan tidak terjadi pada bahan yang sangat murni, tetapi pada bahan yang tidak terlalu murni juga sudah cukup untuk DSSC bekerja secara maksimal.
Pada dasarnya prinsip kerja DSSC mengkonversi energi cahaya ke listrik dalam skala molecular dalam bentuk reaksi dari transfer electron.
Gambar 1.
Skema Prinsip Kerja DSSC Hasil dan Pembahasan DSSC yang digunakan adalah sistem struktur sandwich yang tersusun dari material organik dye .
at warn.
dan beberapa komponen lain yaitu semikonduktor oksida, elektrolit dan substrat Elektroda kerja berupa kaca konduktif FTO yang telah dilapisi TiO2 yang sudah direndam dengan dye Amaranthus yang diekstrak dengan pelarut ethanol dapat menyerap dan meneruskan spectrum cahaya tampak.
Pengujian menggunakan alat Spectrophotometer Uv-Visible 1601 pada rentang panjang gelombang 400 ycuyco Oe 800 ycuyco.
Hasil Puncak gelombang absorbansi dan karakterisasi spectrum absorbansi dapat dilihat pada tabel 1 dan gambar 3.
Magnetic: Research Journal Of Physics and ItAos Application Volume 2.
No.
2 September 2022 e-ISSN: 2775-8583 .
Gambar 2.
Gambar .
Ae .
adalah Proses Ekstraksi Dye Amaranthus Ae Uji I-V DSSC Hasil Puncak gelombang absorbansi, karakterisasi konduktivitas dan nilai efisiensi dapat dilihat pada tabel 1 sampai tabel 3 dibawah ini Tabel 1.
Puncak Gelombang Dye Amaranthus yyA .
Tabel 2.
Nilai Konduktivitas Dye Amaranthus Konduktivitas Keadaan Gelap .
uAOeya yeaOeya ) Dye Amaranthus Konduktivitas Keadaan Terang .
uAOeya yeaOeya ) yo Konduktivitas .
uAOeya yeaOeya ) Tabel 3.
Nilai Karakterisasi Amaranthus Uji DSSC Dye Voc .
V) Isc x 10-4 .
A) Fill Factor Efisiensi (%) 12 Jam 24 Jam 48 Jam Magnetic: Research Journal Of Physics and ItAos Application Volume 2.
No.
2 September 2022 e-ISSN: 2775-8583 Gambar 3.
Karakterisasi Spektrum Absorbansi dye Amaranthus Gambar 4.
Karakterisasi Konduktivitas Keadaan Gelap dan Terang dye Amaranthus Nilai konduktivitas dapat dilihat pada tabel 2 dan Karakterisasi Konduktivitas pada keadaan gelap dan terang dapat dilihat pada gambar 4.
Hasil tersebut menunjukkan bahwa baik pada keadaan gelap atau pada keadaan terang mampu menghantarkan arus listrik dan elektron secara lebih baik.
Karakterisasi arus-tegangan merupakan suatu metode untuk mengetahui kinerja dari Dye Sensitized Solar Cells seberapa besar kemampuan DSSC dapat mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik pada kondisi gelap dan terang dibawah penyinaran lampu halogen.
Diperoleh hasil dari variasi waktu perendaman dapat dilihat tabel 3 dan gambar Waktu perendaman kaca FTO yang menghasilkan nilai efisiensi tertinggi yang dye Amaranthus pada perendaman 12 Semakin lama waktu perendaman kepekaan nya semakin berkurang tetapi tidak terlalu kecil.
Gambar 5.
Karakteristik Arus - Tegangan DSSC dye Amaranthus Magnetic: Research Journal Of Physics and ItAos Application Volume 2.
No.
2 September 2022 e-ISSN: 2775-8583 Berdasarkan tabel 3 menunjukan hasil pengukuran efisiensi dari pembuatan DSSC yang tersintesis oleh dye Amaranthus dengan intensitas pencahayaan sebesar 1000 yc/yco2 dapat dilihat bahwa DSSC yang menghasilkan performa efisiensi sebesar 0,12 %.
Efiesiensi yang dihasilkan pada penelitian ini masih relatif rendah, hal ini dikarenakan material organik memiliki mobilitas rendah, mudah terkontaminasi dan besarnya hambatan yang harus dilalui oleh elektron yang di injeksi dari hasil dye Amaranthus dalam lapisan semikonduktor.
Dengan demikian akan berdampak kecil jumlah elektron yang mengalir ke dalam rangkaian luar.
Selain itu guna meningkatkan kinerja diperlukan perbaikan struktur masing-masing komponen DSSC agar diperoleh persambungan interface yang lebih baik dan mengurangi cacat yang terbentuk antara lapisan .
Elektrolit yang digunakan adalah elektrolit cair, cepat menguap dan cepat teroksidasi dapat menghasilkan katalis transfer yang kurang maksimal.
Sehingga dalam pemakaian elektrolit harus benar-benar diperhatikan kebersihan pipet dan cara meneteskan elektrolit pada FTO.
Platina (P.
berfungsi sebagai katalis, yang mempercepat aliran electron menuju Sehingga didalam elektolit terjadi reaksi reduksi oksidasi yang berulang-ulang.
Kesimpulan Dye Sensitized Solar Cells (DSSC) menggunakan bahan ekstraksi bahan organik telah difabrikasi.
Dengan adanya arus dan tegangan yang dihasilkan.
Luasan kurva menunjukan DSSC dari ekstrak bahan organik dengan metode perendaman menghasilkan kurva I-V baik.
Elektroda lawan merupakan salah satu komponen penting yang tidak biasa dilepaskan pada struktur DSSC.
Pemberian Pt (Hexachloroplatinic (IV) acid 10%) pada elektroda lawan memberikan performa yang lebih baik pada DSSC.
Pt (Hexachloroplatinic (IV) acid 10%) berfungsi sebagai katalis dalam mempercepat reaksi redoks dengan Efisiensi yang dihasilkan oleh masing-masing bahan organik.
Hasil spectrum absorbansi yang diperoleh terdapat penyerapan cahaya pada rentang panjang gelombang 400 ycuyco Oe 800 ycuyco yaitu dye Amaranthus 493 ycuyco.
Penyerapan cahaya dye Amaranthus sangat efektif.
Nilai uji Keithley variasi waktu perendaman, nilai efisiensi terbesar yaitu pada perendaman 12 jam dye Amaranthus sebesar 0,12 %.
Semakin lama waktu perendaman klorofil dye mengakibatkan kinerja yang kurang baik terhadap kepekaan dye pada DSSC.
Hal yang perlu disarankan untuk penelitian selanjutnya adalah memperbaiki struktur DSSC agar dihasilkan kinerja dan efisiensi yang lebih Menggunakan elektroda lawan dari material lain yang memiliki konduktivitas dan sifat katalis yang lebih baik.
Daftar Pustaka