Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan bidang energi terbarukan yang salah satunya adalah penelitian sel surya sangat menarik perhatian peneliti dalam beberapa dekade. Sel surya organik menawarkan keunggulan dibandingkan sel surya berbasis anorganik yaitu ringan, mudah dipakai, biokompatibilitas, dan mudah terintegrasi. Terlebih lagi dalam struktur bulk heterojunction dari sel surya organik terdapat mekanisme kerja sel surya yang lebih efektif dari struktur sel surya organik dalam konfigurasi planar. Dalam beberapa tahun ini, peneliti mulai mengkombinasikan bahan organikinorganik membentuk struktur sel surya hibrid yang diharapkan dapat lebih meningkatkan performansi divais sel surya. Terkait dengan bahan organik yang digunakan sebagai material aktif ataupun pendukung didalam struktur divais sel surya, biopolimer mulai banyak dikembangkan dan dipadukan kedalam struktur divais sel surya tersebut terutama untuk generasi sel surya bulk heterojunction. Di antara biopolimer, kappa-karagenan (KC) merupakan salah satu jenis polisakarida yang banyak digunakan karena memiliki potensi sebagai polimer konduktif. Kappakaragenan telah diketahui dapat membentuk lapisan film tipis yang baik dan memiliki konduktivitas tinggi salah satunya pada baterai organik, dan alternatif lain sebagai agen doping pada lapisan penghantar hole (HTL) yang dicampurkan dalam PEDOT (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) menjadi PEDOT:KC. Hingga saat ini penelitian terkait penambahan bahan biopolimer kedalam struktur sel surya organik belum mencapai hasil yang cukup baik. Oleh karena itu pada penelitian ini dilakukan studi pemanfaatan kappa-karagenan yang ditambahkan kedalam lapisan PEDOT:PSS (Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate) yang bertujuan untuk membantu transpor muatan didalam lapisan penghantar hole (HTL) dalam upaya meningkatkan kinerja dari sel surya hibrid bulk heterojunction. Eksperimen dimulai dengan purifikasi dan preparasi larutan KC yang selanjutnya dicampurkan kedalam larutan PEDOT:PSS dengan rasio volume yang bervariasi. Pendeposisian larutan PEDOT:PSS:KC diatas substrat dilakukan menggunakan teknik spin coating untuk membentuk film tipis yang transparan. Selanjutnya, fabrikasi sel surya hibrid bulk heterojunction dengan konfigurasi (ITO/ZnO/P3HT:PCBM/PEDOT:PSS:KC/Ag) dilakukan dengan teknik spin coating dan evaporasi vakum untuk elektroda Ag. Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui morfologi, sifat optik dan kimiawi dari material yang digunakan, sedangkan pengukuran rapat arus-tegangan (J-V) dilakukan untuk mengetahui performansi divais sel surya hasil fabrikasi. Dari hasil pencitraan SEM didapatkan film tipis PEDOT:PSS dengan penambahan KC terlihat kurang homogen dibanding PEDOT:PSS akibat interaksi antara PEDOT:PSS dengan KC yang memungkinkan KC terjebak diarea sekitar rantai polimer PEDOT:PSS. Hal ini juga didukung oleh data hasil pengukuran XRD dimana PEDOT:PSS:KC lebih bersifat amorf dibandingkan dengan KC sendiri yang telah diketahui memiliki sifat semi kristalin. Sementara itu, hasil pengukuran UV-Vis sampel PEDOT:PSS:KC menunjukkan peningkatan intensitas absorbansi untuk volume KC yang meningkat dan hasil karakterisasi kimiawi dengan menggunakan FTIR menunjukkan beberapa posisi pita transmisi mengalami overlap dan pergeseran puncak untuk PEDOT:PSS yang ditambahkan KC yang mengindikasikan adanya koordinasi kimiawi antara bagian rantai polimer dari PEDOT:PSS dengan KC. Pengukuran performansi divais sel surya menunjukkan adanya peningkatan nilai JSC dan VOC dengan penambahan KC sebesar 6,067 mA/cm2 dan 0,400 V dibandingkan tanpa KC sebesar 3,213 mA/cm2 dan 0,310 V. Divais sel surya dengan penambahan KC menghasilkan efisiensi sebesar 0,595%, lebih besar dibanding tanpa penambahan KC