Perpustakaan Digital ITB

Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) merupakan sel surya generasi ketiga yang menjadi salah satu alternatif untuk sel surya berbasis silikon. Proses fabrikasi DSSC yang lebih sederhana dan biaya produksi yang lebih murah dibandingkan sel surya berbasis silikon menjadi daya tarik banyak peneliti. Salah satu hal yang membedakan DSSC dengan sel surya lainnya adalah adanya zat pemeka pada elektroda kerja atau fotoanoda. Zat pemeka tersebut berikatan dengan material semikonduktor oksida TiO2. Salah satu zat pemeka yang umum digunakan adalah N719 (Ruthenizer 535-bis TBA) dengan struktur berupa kompleks dengan pusat logam ruthenium. Zat pemeka N719 teradsorpsi pada permukaan nanopartikel TiO2 dan membangkitkan aliran elektron ketika disinari cahaya matahari. Proses adsorpsi zat pemeka N719 pada nanopartikel TiO2 Aeroxide P25 ini masih belum banyak diamati. Jumlah zat pemeka yang teradsorpsi dan pengaruhnya terhadap kinerja perangkat DSSC masih menjadi pertanyaan. Pada penelitian ini, pertama hasil adsorpsi zat pemeka N719 pada nanopartikel TiO2 diamati dengan spektroskopi Raman. Pada spektrum terlihat adanya puncak pada pergeseran Raman 1267 dan 1609 cm-1 yang menunjukkan adanya vibrasi COO-, hal ini diakibatkan oleh pembentukan ikatan antara N719 dengan nanopartikel TiO2. Citra FESEM saat sebelum dan sesudah proses adsorpsi menunjukkan adanya kenaikan diameter distribusi ukuran partikel rata-rata nanopartikel TiO2 dari 25 nm menjadi 30 nm, kenaikan tersebut diakibatkan adanya zat pemeka yang menempel pada permukaan nanopartikel TiO2. Jumlah zat molekul zat pemeka yang teradsorpsi pada nanopartikel TiO2 dianalisis menggunakan metode pembilasan dan metode deplesi, kemudian dikarakterisasi dengan spektrofotometer UV-Vis. Hasil metode pembilasan dengan variasi waktu perendaman menunjukkan bahwa jumlah mol zat pemeka yang teradsorpsi mulai mengalami saturasi setelah direndam selama 18 jam. Hal ini ditunjukkan dengan tidak adanya peningkatan jumlah mol teradsorpsi zat pemeka yang signifikan. Kemudian dilakukan variasi konsentrasi larutan N719 yang digunakan dalam proses perendaman. Hasil variasi konsentrasi dengan menggunakan metode pembilasan menunjukkan bahwa terjadi kenaikan jumlah mol teradsorpsi zat pemeka dari konsentrasi 5 × 10-6 M hingga konsentrasi 5 × 10- 4 M. Selain itu terjadi saturasi hingga konsentrasi paling tinggi 2 × 10-3 M ditandai dengan jumlah mol teradsorpsi zat pemeka yang tidak berbeda jauh. Sedangkan hasil metode deplesi menunjukkan hasil yang tidak bersesuaian. Hal tersebut akibat pelarut etanol yang mudah menguap sehingga mempengaruhi konsentrasi larutan sisa setelah proses perendaman. Spektrum absorbansi jumlah mol zat pemeka yang teradsorpsi dinormalisasi, berdasarkan spektrum tersebut teramati adanya pergeseran biru yang terjadi seiring dengan kenaikan konsentrasi. Hal tersebut mengindikasikan bahwa adanya pembentukan agregasi dari zat pemeka pada permukaan nanopartikel TiO2. Kemudian dilakukan fitting berbagai jenis model isoterm adsorpsi pada grafik jumlah mol zat pemeka teradsorpsi terhadap konsentrasi. Berdasarkan hasil fitting tersebut didapatkan jenis model adsorpsi yang paling mendekati adalah isoterm adsorpsi Langmuir. Hal ini ditandai dengan pertumbuhan lapisan zat pemeka hingga ketebalan tertentu yang merata di seluruh permukaan. Pengukuran perangkat DSSC dengan berbagai variasi konsentrasi zat pemeka menghasilkan kenaikan efisiensi dari konsentrasi paling rendah pada 5 × 10-6 M sebesar 0,83% hingga konsentrasi 5 × 10-4 M sebesar 3,00%. Kemudian nilai efisiensi tersebut cenderung stabil disekitar 3% hingga konsentrasi 2 × 10-3 M. Kinerja perangkat DSSC tersebut dipengaruhi oleh kesesuaian jumlah mol zat pemeka yang teradsorpsi. Berdasarkan perbandingan kinerja perangkat DSSC dengan jumlah mol zat pemeka teradsorpsi teramati adanya pembagian dua daerah akibat pembentukan agregasi molekul zat pemeka.