Perpustakaan Digital ITB

Dye-sensitized solar cell (DSSC) merupakan sel surya semikonduktor yang dapat mengkonversi energi matahari menjadi arus listrik dengan prinsip fotoelektrokimia. Fotoelektroda merupakan salah satu bagian paling penting dalam DSSC yang berperan sebagai media transfer elektron. Semikonduktor titanium dioksida (TiO2) dengan fasa anatase sering digunakan sebagai material pembentuk fotoelektroda karena memiliki kemampuan fotoaktivitas yang sangat baik, stabilitas tinggi, tidak beracun, ramah lingkungan, dan harga rendah. Modifikasi pada DSSC banyak dilakukan untuk mengatasi keterbatasan DSSC dalam efisiensi salah satunya dengan memodifikasi TiO2 dengan cara melakukan doping unsur C, Zn dan Sn pada TiO2. Atom C, Zn dan Sn memiliki jari-jari atom yang tidak berbeda jauh dengan jari-jari atom Ti dan O sehingga memungkinkan terjadinya substitusi di dalam kisi kristal TiO2. Atom Zn dan Sn memiliki sifat listrik yang baik, tahan terhadap korosi, dan stabil, sedangkan atom C memiliki fotoaktivitas yang baik, mudah didapat, serta dapat mengurangi laju rekombinasi pasangan elektron-hole. Pada penelitian ini dilakukan doping C serta co-doping C dengan Zn (Zn-C) dan Sn (Sn-C) pada TiO2 dengan metode sol-gel dan material yang dihasilkan kemudian diaplikasikan sebagai fotoelektroda pada DSSC. Variabel pada percobaan ini yaitu jenis dopan dan jumlah dopan C pada TiO2. Material yang digunakan sebagai katalis pada elektroda lawan adalah platina, sedangkan pewarna yang digunakan berupa ruthenium Z907. Performa DSSC TiO2 doping dibandingkan dengan performa DSSC TiO2 sintesis tanpa doping dan TiO2 komersial (TiO2 Merck dan TiO2 Degussa P25). Hasil penelitian menunjukkan bahwa TiO2 tanpa dan dengan doping memiliki morfologi spherical berpori dan tidak homogen. Selain itu, adanya dopan C, Zn-C dan Sn-C memperkecil ukuran kristalit dan menurunkan energi celah pita TiO2. Efisiensi DSSC TiO2 tanpa doping sebesar 3,83% lebih tinggi dibandingkan efisiensi DSSC TiO2 komersial (yaitu 1,89% untuk TiO2 Merck dan 2,24% untuk TiO2 Degussa P25), sedangkan performa terbaik dihasilkan dari DSSC C-TiO2 1.5 yaitu dengan efisiensi sebesar 4,2%. Untuk co-doping Zn-C-TiO2 dan Sn-C-TiO2 efisiensi yang dihasilkan masing-masing sebesar 0,71% dan 0,85%.