Perpustakaan Digital ITB

Dye-sensitized solar cell (DSSC) merupakan salah satu jenis sel surya generasi ketiga berbiaya rendah yang menggunakan senyawa organik atau senyawa kompleks (pewarna/sensitizer) sebagai penangkap foton. Senyawa kompleks golongan rutenium polipiridil dan turunannya dikenal sebagai sensitizer yang mampu menghasilkan efisiensi sel surya yang tinggi. Dua jenis turunan ruthenium polipiridil yang dipelajari dalam penelitian ini adalah cis-(Ru(H2dcbpy)2(SCN)2) dan cis-(Ru(H2dcbpy)2(SCN2) (H2dcbpy = asam 2,2'-bipiridin-4,4'-dikarboksilat, H2dcbiq = asam 2,2'-biquinolin-4,4'-dikarboksilat). Semua perhitungan komputasi dilakukan dengan program Gaussian03, menggunakan fungsional hibrida Becke, three-parameter, Lee-Yang-Parr (B3LYP) pada teori fungsional rapatan (DFT) dan teori fungsional rapatan bergantung waktu (TDDFT) untuk masing-masing optimasi geometri keadaan dasar dan perhitungan energi keadaan eksitasi. Dua jenis basis set digunakan sebagai perbandingan, yaitu 3-21G untuk semua unsur, dan basis set campuran (GENECP) dengan pseudopotentials untuk Ru (SDD MWB28 untuk Ru dan 6-31G untuk atom selain Ru). Polarized Continuum Model (PCM) digunakan untuk pemodelan kompleks dalam larutan dengan menggunakan pelarut etanol. Kombinasi basis set GENECP dengan PCM memberikan hasil perhitungan spektrum absorpsi kompleks (Ru(H2dcbpy)2(SCN2) yang paling mendekati hasil eksperimen pada daerah serapan panjang gelombang sinar tampak. Dua puncak serapan maksimum terakhir (panjang gelombang terbesar) yang didominasi oleh transfer muatan dari ion logam ke molekul ligan (MLCT) memiliki nilai energi eksitasi yang lebih kecil pada molekul dalam fasa larutan dibandingkan dengan molekul fasa gasnya. Polarisasi elektronik antara molekul kompleks dengan pelarut yang menyebabkan struktur molekul terelaksasi, memungkinkan terjadinya pemisahan tingkat energi HOMO dan LUMO yang lebih besar. Metode ini kemudian digunakan untuk menghitung spektrum absorpsi kompleks cis-(Ru(H2dcbiq)2(SCN)2). Dengan membandingkan spektrum absorpsi kedua kompleks, ditemukan bahwa cis-(Ru(H2dcbiq)2(SCN)2) memiliki puncak absorpsi pada panjang gelombang lebih besar dari cis-(Ru(H2dcbpy)2(SCN)2). Puncak absorpsi kompleks cis-(Ru(H2dcbq)2(SCN)2) terletak pada panjang gelombang 601 nm, 430 nm, 346 nm, 292 nm, sedangkan puncak absorpsi kompleks N3 sensitizer terletak pada panjang gelombang 545 nm, 431 nm, 372 nm, 296 nm. Berdasarkan hasil penelitian ini, kompleks cis-(Ru(H2dcbq)2(SCN)2) memiliki kemungkinan menghasilkan efisiensi sel DSSC yang lebih besar jika dibandingkan dengan kompleks cis-(Ru(H2dcbpy)2(SCN)2) (N3 sensitizer).