Perpustakaan Digital ITB

Pada zaman sekarang sel surya sudah berkembang hingga tiga generasi. Dyesensitized solar cells (DSSC) merupakan salah satu sel surya generasi ketiga berbasis nanopartikel semikonduktor dengan prinsip dasar fenomena fotoelektrokimia dalam menghasilkan energi listrik. Salah satu komponen penting pada perangkat DSSC adalah elektroda lawan. DSSC membutuhkan elektroda lawan yang memiliki aktivitas elektrokatalitik yang tinggi untuk mereduksi ion menjadi ion dalam proses regenerasi elektrolit pasangan redoks . Salah satu material yang sering digunakan sebagai elektroda lawan adalah polimer konduktif polianilina (PANI). Sebagai material elektroda lawan, PANI memiliki banyak kelebihan diantaranya: tahapan sintesis yang sederhana, biaya produksi murah, aktivitas elektrokatalitik yang tinggi, konduktivitas listrik relatif tinggi, dan ramah lingkungan. Pada penelitian ini, PANI disintesis menggunakan metode elektropolimerisasi berpulsa. Metode tersebut menghasilkan PANI dengan keseragaman dan ukuran partikel yang terkontrol, waktu reaksi singkat, prosedur sintesis sederhana, dan tidak memerlukan oksidator. Variasi parameter yang dilakukan pada sintesis menggunakan metode elektropolimerisasi berpulsa dalam penelitian ini adalah variasi duty, yaitu perbandingan waktu lebar pulsa ( ) terhadap jarak antar pulsa ( ) pada rentang 10 hingga 70%. Sampel PANI hasil sintesis kemudian dikarakterisasi strukturnya menggunakan spektroskopi Raman dan Fourier Transform Infrared-Attenuated Total Reflectance (FTIR-ATR). Karakterisasi sifat optik dilakukan melalui pengukuran UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-Vis DRS). Karakterisasi morfologi dilakukan menggunakan Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM). Selain itu dilakukan pula pengujian kinerja efisiensi konversi energi pada perangkat DSSC menggunakan perangkat Keithley 2400 dan Solar Simulator. Hasil karakterisasi Raman menunjukkan bahwa PANI yang dihasilkan pada proses elektropolimerisasi berpulsa adalah PANI ES yang ditandai dengan keberadaan puncak-puncak utama PANI ES pada pergeseran Raman 1618 merupakan vibrasi ulur dalam cincin benzenoid, 1595 merupakan vibrasi ulur dalam cincin kuinonoid, 1457 merupakan vibrasi ulur dalam basa emeraldina (situs imina), 1380 merupakan vibrasi ulur dalam keadaan polaronik (polaron), 1220 merupakan vibrasi ulur dalam emeraldina (situs amina), 1183 merupakan vibrasi tekuk dalam leukoemeraldina, 1160 merupakan vibrasi tekuk dalam emeraldina. Hasil karakterisasi FTIRATR menunjukkan puncak-puncak khas PANI pada bilangan gelombang 1555 merupakan vibrasi pada cincin kuinonoid, 1458 merupakan vibrasi pada cincin benzenoid, 1286 merupakan vibrasi dari amina aromatik sekunder, 1234 merupakan vibrasi ulur bentuk polaronik, 1115 merupakan vibrasi pada cincin kuinonoid, 875 merupakan vibrasi tekuk keluar bidang, 790 merupakan vibrasi deformasi keluar bidang pada cincin kuinonoid. Hasil karakterisasi UV-Vis DRS menunjukkan puncak serapan di sekitar panjang gelombang 285 nm merupakan karakter serapan yang dimiliki oleh ion yang berasal dari elektrolit. Hasil karakterisasi FESEM menunjukkan morfologi PANI yang disintesis adalah batang dengan permukaan yang kasar. Permukaan PANI yang kasar inilah yang selanjutnya digunakan untuk mereduksi ion menjadi ion dalam proses regenerasi elektrolit pasangan redoks . Hasil pengujian kinerja efisiensi konversi energi pada perangkat DSSC menghasilkan nilai efisiensi sebesar 0,12; 0,72; 1,83; 1,85; 2,41; 2,31; dan 1,83%. Berdasarkan hasil karakterisasi dan pengujian yang telah dilakukan, maka duty optimum bagi sintesis PANI secara elektropolimerisasi berpulsa adalah 50% yang ditandai dengan kinerja sel DSSC yang paling tinggi, yaitu sebesar 2,41%.