Post on 07-Jul-2016
description
BAB IV
HASIL DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas hasil dan analisis sintesis sel surya TiO2 doping karbon (grafit)
melalui metode doctor blade dengan variasi konsentrasi karbon dan metode spin coating
dengan variasi kecepatan putar spin coating untuk mendapatkan sel surya TiO2/C yang
homogen, serta fabrikasi sel surya TiO2/C. Hasil karakterisasi diharapkan mampu
menjelaskan pengaruh konsentrasi karbon (grafit), keceparan putaran spin coating terhadap
efesiensi sel surya TiO2/C yang terbentuk.
4.1 Hasil Karakterisasi I-V Sel Surya TiO2/C
Untuk megetahui performansi dari sel surya TiO2/C yang telah dibuat maka akan dilakukan
karakterisasi I-V dengan luas area sel surya yg terkena sumber cahaya sebesar 1 cm2.
Karakterisasi I-V dimulai dengan menguji nilai arus dan tegangan yang keluar dari sampel
yang dibuat dengan menggunakan sumber cahaya lampu halogen 24 volt dan menggunakan
alat Keithly seperti pada gambar 4.1 yaitu rangkaian alat karakterisasi I-V.
Gambar 4.1 Rangkaian Alat Karakterisasi
4.1.1 Pengaruh Kondisi Gelap dan Terang terhadap Optimasi Sel Surya TiO2/C
Untuk mengetahui efek photovoltaic pada sel surya yang telah dibuat maka dapat dilihat pada
gambar 4.2.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,0065
-0,0060
-0,0055
-0,0050
-0,0045
-0,0040
-0,0035
-0,0030
-0,0025
-0,0020
-0,0015
-0,0010
-0,0005
0,0000
0,0005
0,0010
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
Igelap
Iterang
Gambar 4.2. Kurva I-V TiO2/C pada Kondisi Gelap dan Terang
Pada gambar 4.2 dapat dilihat distribusi arus-tegangan dalam kondisi pada saat gelap (tanpa
penyinaran) dan terang (dengan penyinaran). Arus yang dihasilkan ketika dilakukan
penyinaran pada sel surya TiO2/C yaitu sebesar 0,000345 A dan pada saat gelap dihasilkan
nilai sebesar 0,0000248 A pada kondisi tegangan yang sama. Berdasarkan besar arus yang
dihasilkan kondisi pada saat terang lebih besar dan meningkat dari pada saat kondisi gelap.
Dengan demikian sel surya berbahan dasar TiO2 dapat aktif menyerap foton dan mampu
mengkonversi energi cahaya matahari menjadi energi listrik yang dikenal dengan efek
photovoltaic.
4.1.2 Pengaruh Konsentrasi C pada Optimasi Sel Surya TiO2/C
Pada penelitian ini dilakukan variasi konsentrasi C (grafit) untuk meneliti pengaruh C
terhadap optimasi sel surya TiO2/C. Pendeposisian TiO2/C dilakukan dengan metode doctor
blade. Variasi konsentrasi C (grafit) divariasikan mulai dari tanpa C (0 gr) sampai dihasilkan
nilai efesiensi sel surya TiO2/C yang optimum, dengan kenaikan besar C (grafit) per 0,1 gram
dari sampel yang dibuat sebelumnya. Diantaranya 0 gram, 0,2 gram, 0,3 gram, 0,4 gram, 0,5
gram, 0,6 gram, 0,7 gram dan 0,8 gram. Parameter optimasi yang dihasilkan dapat dilihat dari
hasil karakterisasi I-V dan pengaruhnya terhadap efesiensi yang dihasilkan. Berikut adalah
hasil karakterisasi I-V untuk melihat pengaruh konsentrasi C (grafit) terhadap optimasi sel
surya TiO2/C yang dibuat.
4.1.2.1 Konsentrasi C (grafit) 0 gram (tanpa C)
Gambar 4.3 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar
konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0 gram atau tanpa C (grafit).
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,00032
-0,00030
-0,00028
-0,00026
-0,00024
-0,00022
-0,00020
-0,00018
-0,00016
-0,00014
-0,00012
-0,00010
-0,00008
-0,00006
-0,00004
-0,00002
0,00000
0,00002
0,00004
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
C= 0 gram
Gambar 4.3 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0 gram
Berdasarkan Gambar 4.3 Adapun Voc, Isc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
A (0 gram) 0,0057378 0,000004917 0,0025312 0,000002932
4.1.2.2 Konsentrasi C (grafit) 0,2 gram
Gambar 4.4 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar
konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,2 gram.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,000250
-0,000225
-0,000200
-0,000175
-0,000150
-0,000125
-0,000100
-0,000075
-0,000050
-0,000025
0,000000
0,000025
0,000050
0,000075
0,000100
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
C= 0,2 gram
Gambar 4.4 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,2 gram
Berdasarkan Gambar 4.4 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
B (0,2 gram) 0,0666137 0,00007261 0,0289548 0,00003915
4.1.2.3 Konsentrasi C (grafit) 0,3 gram
Gambar 4.5 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar
konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,3 gram.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,000325
-0,000300
-0,000275
-0,000250
-0,000225
-0,000200
-0,000175
-0,000150
-0,000125
-0,000100
-0,000075
-0,000050
-0,000025
0,000000
0,000025
0,000050
0,000075
0,000100
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
C= 0,3 gram
Gambar 4.5 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,3 gram
Berdasarkan gambar 4.5 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
B (0,3 gram) 0,0674049 0,00005615 0,023369 0,00003838
4.1.2.4 Konsentrasi C (grafit) 0,4 gram
Gambar 4.6 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar
konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,4 gram.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,0060
-0,0055
-0,0050
-0,0045
-0,0040
-0,0035
-0,0030
-0,0025
-0,0020
-0,0015
-0,0010
-0,0005
0,0000
0,0005
0,0010
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
C= 0,4 gram
Gambar 4.6 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,4 gram
Berdasarkan gambar 4.6 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
B (0,4 gram) 0,04422 0,000345 0,01936 0,00011811
4.1.2.5 Konsentrasi C (grafit) 0,5 gram
Gambar 4.7 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar
konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,5 gram.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,0011
-0,0010
-0,0009
-0,0008
-0,0007
-0,0006
-0,0005
-0,0004
-0,0003
-0,0002
-0,0001
0,0000
0,0001
0,0002
Aru
s(A
)
Tegangan (V)
C=0,5 gram
Gambar 4.7 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,5 gram
Berdasarkan gambar 4.7 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
B (0,5 gram) 0,0746146 0,00005702 0,0281615 0,00003089
4.1.2.6 Konsentrasi C (grafit) 0,6 gram
Gambar 4.8 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar
konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,6 gram.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,0011
-0,0010
-0,0009
-0,0008
-0,0007
-0,0006
-0,0005
-0,0004
-0,0003
-0,0002
-0,0001
0,0000
0,0001
0,0002
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
C=-0,6 gram
Gambar 4.8 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,6 gram
Berdasarkan gambar 4.8 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
B (0,6 gram) 0,0097402 0,00001678 0,0049462 0,000009435
4.1.2.7 Konsentrasi C (grafit) 0,7 gram
Gambar 4.9 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar
konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,7 gram.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,0012
-0,0011
-0,0010
-0,0009
-0,0008
-0,0007
-0,0006
-0,0005
-0,0004
-0,0003
-0,0002
-0,0001
0,0000
0,0001
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
C= 0,7 gram
Gambar 4.9 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,7 gram
Berdasarkan gambar 4.9 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
B (0,7 gram) 0,00814 0,000030274 0,004107 0,000015428
4.1.2.8 Konsentrasi C (grafit) 0,8 gram
Gambar 4.10 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar
konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,8 gram.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,0012
-0,0011
-0,0010
-0,0009
-0,0008
-0,0007
-0,0006
-0,0005
-0,0004
-0,0003
-0,0002
-0,0001
0,0000
0,0001
0,0002
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
C= 0,8 gram
Gambar 4.10 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,8 gram
Berdasarkan gambar 4.10 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
B (0,8 gram) 0,017703 0,000058163 0,009698 0,0000257542
Dengan variasi konsentrasi C dimulai dari 0 gram atau tanpa C sampai 0,8 didapatkan
perbandingan hasil kurva I-V yang berbeda dari semua variasi C (grafit), dan dapat dilihat
pada gambar 4.11.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,006
-0,005
-0,004
-0,003
-0,002
-0,001
0,000
0,001A
rus (
A)
Tegangan (V)
A
B
C
D
E
F
G
H
Gambar 4.11 Kurva I-V sel surya TiO2/C dengan Variasi Konsentrasi C (grafit)
Berdasarkan gambar 4.11 Isc dan Voc yang dihasilkan dari setiap sampel yang dibuat dengan
variasi C (grafit) menunjukan hasil yang berbeda dan dapat dilihat pada tabel 4.1 sebagai
berikut:
Tabel 4.1 Besar Voc, Isc, Pmak dan FF Variasi Konsentrasi C (grafit) dalam Sel Surya
TiO2/C
Sampel Konsentrasi C
(gr)
Voc (V) Isc (A) Pmak FF
A 0 0,005737778 0,000004917 0,000000007 0,26299
B 0,2 0,066613674 0,000072613 0,00000133 0,23435
C 0,3 0,067404896 0,000056146 0,00000089 0,23698
D 0,4 0,044215262 0,000345069 0,00000228 0,14989
E 0,5 0,074614577 0,000057023 0,00000086 0,20447
F 0,6 0,009740206 0,000016779 0,00000004 0,28552
G 0,7 0,008140035 0,000030274 0,00000006 0,25712
H 0,8 0,017703203 0,000058163 0,00000024 0,24256
Berdasarkan tabel 4.1 nilai Isc pada sampel D dengan konsentrasi C (grafit) 0,4 gram yaitu
sebesar 0,000345069A dihasilkan arus yang lebih besar dibandingkan dengan sampel yang
lainnya, dan menunjukan bahwa penyerapan foton pada sampel D lebih maksimal
dibandingkan dengan sampel yang lainnya. Nilai arus yang masih kecil pada sampel yang
lain disebabkan karena elektron yang tereksitasi ketika terjadi penyerapan foton hanya sedikit
yang terakumulasi pada subtrat FTO dan masih banyak elektron yang berekombinasi ke pita
konduksi.
4.1.3 Pengaruh Kecepatan Spin Coating pada Optimasi Sel Surya TiO2/C
Pada penelitian ini yang diamati adalah pengaruh kecepatan putar (rpm) dari spin coating
terhadap optimasi sel surya TiO2/C konsentrasi yang digunakan pada penelitian ini
menggunakan konsentrasi yang optimum yaitu konsentrasi TiO2 sebesar 0,7 gram dan C
(grafit) 0,4 gram pada metode pendeposisian doctor blade. Variasi kecepatan yang akan
divariasikan mulai dari 1000 rpm sampai 3000 rpm. Untuk besar kecepatan putar spin coating
pada step 0 sampai step 2 pada setiap sampel sama yaitu step 0 sebesar 0 rpm, step 1 sebesar
500 rpm dan step 2 sebesar 750 rpm. Besar dwell dan ramp pada semua step sama yaitu dwell
40 s dan ramp 10 s Berikut adalah hasil karakterisasi I-V untuk melihat pengaruh kecepatan
putar spin coating
4.1.3.1 Kecepatan Putar Spin Coating 1000 RPM
Gambar 4.12 Menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 1000
rpm.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,00002
-0,00001
0,00000
0,00001
0,00002
0,00003
0,00004
0,00005
0,00006
0,00007
0,00008
0,00009
0,00010
0,00011
0,00012
0,00013
0,00014
0,00015
Aru
s(A
)
Tegangan (V)
1000 RPM
Gambar 4.12 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 1000 RPM
Berdasarkan gambar 4.12 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (A) Imak (A)
A (1000 RPM) 0,332151 0,000136 0,051369 0,0000565
4.1.3.2 Kecepatan Putar Spin Coating 1250 RPM
Gambar 4.13 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 1250
rpm.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,00002
0,00000
0,00002
0,00004
0,00006
0,00008
0,00010
0,00012
0,00014
0,00016
0,00018
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
1250 RPM
Gambar 4.13 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 1250 RPM
Berdasarkan gambar 4.13 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc(V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
B (1250 RPM) 0,300924 0,001668 0,039333 0,0000625
4.1.3.3 Kecepatan Putar Spin Coating 1500 RPM
Gambar 4.14 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 1500
rpm.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,00018
-0,00016
-0,00014
-0,00012
-0,00010
-0,00008
-0,00006
-0,00004
-0,00002
0,00000
0,00002
0,00004
0,00006
0,00008
0,00010
0,00012
0,00014
0,00016
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
1500 RPM
Gambar 4.14 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 1500 RPM
Berdasarkan gambar 4.14 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
C (1500 RPM) 0,111439 0,000145 0,025744 0,0000831
4.1.3.4 Kecepatan Putar Spin Coating 2000 RPM
Gambar 4.15 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 2000
rpm.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,00016
-0,00014
-0,00012
-0,00010
-0,00008
-0,00006
-0,00004
-0,00002
0,00000
0,00002
0,00004
0,00006
0,00008
0,00010
0,00012
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
2000 RPM
Gambar 4.15 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 2000 RPM
Berdasarkan gambar 4.15 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
D (2000 RPM) 0,101021 0,000092 0,032955 0,0000471
4.1.3.5 Kecepatan Putar Spin Coating 2500 RPM
Gambar 4.16 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 2500
rpm.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,00008
-0,00007
-0,00006
-0,00005
-0,00004
-0,00003
-0,00002
-0,00001
0,00000
0,00001
0,00002
0,00003
0,00004
0,00005
0,00006
0,00007
0,00008
Aru
s (
A)
Tegangan(V)
2500 RPM
Gambar 4.16 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 2500 RPM
Berdasarkan gambar 4.16 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)
E (2500 RPM) 0,109814 0,000056 0,028918 0,0000302
4.1.3.6 Kecepatan Putar Spin Coating 3000 RPM
Gambar 4.17 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 3000
rpm.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,00020
-0,00018
-0,00016
-0,00014
-0,00012
-0,00010
-0,00008
-0,00006
-0,00004
-0,00002
0,00000
0,00002
0,00004
0,00006
0,00008
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
3000 RPM
Gambar 4.17 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 3000 RPM
Berdasarkan gambar 4.17 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang
dihasilkan adalah sebagai berikut:
Sample Voc Isc Vmak (V) Imak (A)
F (3000 RPM) 0,066573 0,000052 0,026537 0,0000292
Perbandingan kurva I-V untuk semua variasi kecepatan spin coating dapat dilihat pada
gambar 4.18 adalah sebagai berikut:
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,00020
-0,00015
-0,00010
-0,00005
0,00000
0,00005
0,00010
0,00015
0,00020
Aru
s(A
)
Tegangan (V)
A
B
C
D
E
F
Gambar 4.18 Kurva I-V Sel Surya TiO2/C terhadap Variasi Kecepatan Spin Coating
Pada gambar 4.18 menunjukan bahwa nilai arus terbesar terdapat pada variasi kecepatan
antara 1000-1250 rpm yang ditunjukan oleh grafik berwarna merah dan hitam, arus yang
dihasilkan dari sampel tersebut cukup besar dengan nilai tegangan yang cukup besar juga.
Sedangkan semakin besar kecepatan spin coating arus yang dihasilkan semakin kecil.
Kecepatan spin coating sangat berpengaruh pada ketebalan substrat pada FTO dan
homogenitas sel surya TiO2/C. Semakin besar kepecepatanya makan ketebalan sel surya yang
terbentuk semakin tipis sehingga elektron yang dihasilkan ketika disinari sangat sedikit yang
tereksitasi ke pita valensi dan masih banyak terjadinya rekombinasi prematur dan
homogenitasnya dapat kita lihat pada hasil SEM sampel sel surya TiO2/C. Besar arus-
tegangan yang dihasilkan berpengaruh terhadap nilai efesiensi sel surya TiO2/C.
4.1.4 Pengaruh Metode Doctor Blade dan Metode Spin Coating pada Optimasi Sel Surya
TiO2/C
Bedasarkan penelitian yang sudah dilakukan, adapun perbandingan hasil kurva I-V yang
dihasilkan dari setiap sampel terbaik yang diuji dapat dilihat pada gambar 4.19. Dimana A, B,
C, D, E, F adalah sampel yang di deposisikan dengan metode spin coating dan sampel G
dideposisikan dengan metode doctor blade. Untuk konsentrasi larutan TiO2/C yang
digunakan sama yaitu 0,7 gram TiO2 dan 0,4 gram C.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
-0,0005
-0,0004
-0,0003
-0,0002
-0,0001
0,0000
0,0001
0,0002
0,0003
0,0004
0,0005
Aru
s (
A)
Tegangan (V)
A (1000RPM)
B(1250 RPM)
C(1500 RPM)
D(2000 RPM)
E(2500 RPM)
F(3000 RPM)
G(Doctor Blade)
Gambar 4.19 Kurva I-V Perbandingan Metode Doctor Blade dan Metode Spin Coating
Pada gambar 4.19 diatas besar hasil arus yang dihasilakan metode doctor blade sangat besar
dibandingkan dengan menggunakan metode spin coating, tetapi tegangan pada metode spin
coating lebih besar dibandingkan dengan menggunakan metode doctor blade. Banyaknya
elektron yang dihasilkan pada metode spin coating lebih banyak dibandingkan dengan
metode doctor blade dengan melihat besar tegangan yang dihasilkan. Penyebab besar arus
yang dihasilkan kecil dikarenakan elektron yang dihasilkan tidak tereksitasi sempurna akan
tetapi terjadi rekombinasi prematur. Rekombinasi prematur tersebut kemungkinan disebabkan
oleh eletrolit yang tidak menangkap atau mengalirkan eletron secara baik ke counter
electroda ataupun ada hal yang lain yang menyebabkan besar arus yang dihasilkan tersebut
kecil, dan dapat dilihat dari hasil morfologi sampel melalui uji SEM dari sampel yang
dikarakterisasi.
4.2 Efesiensi Sel Surya TiO2/C
Setelah dilakukan uji karakterisasi I-V dari sampel yang dibuat, maka kita bisa menghitung
besar efesiensi yang dihasilkan dari setiap sampel sel surya TiO2/C yang dibuat. Efesiensi
adalah perbandingan anatara energi yang dihasilkan sel surya terhadap besarnya energi
matahari atau sumber cahaya yang diserap.
Adapun cara untuk menghitung besar efesiensi pada penelitian ini adalah dengan
menggunakan perhitungan sebagai berikut:
...............................................................................(2.7)
Voc adalah tegangan open circuit, tegangan yang dihasilkan sel surya ketika sel surya
dibebani maksimum (I= 0 A), Isc adalah arus short circuit yang mengalir pada saat sel surya
tidak dibebani atau tegangan sel surya sama dengan 0 volt dan FF adalah perbangingan
antara Daya maksimum yang dihasilkan sel surya terhadap hasil kali antara Voc dan Isc. Pin
pada penelitian ini besarnya sama yaitu dengan besar intensitas cahaya yang digunakan
sebesar 367lux dan dikalikan dengan 0,0000001464 watt/cm2
dan luas permukaan yang
terkena cahaya sebesar 1 cm2 sehingga daya input yang digunakan adalah sebesar 0,00537
watt/cm2. Besar efesiensi yang dihasilkan dari setiap sampel sel surya TiO2/C yang dibuat
dengan menggunakan metode pendeposisian yang berbeda dengan variasi konsentrasi doping
C (grafit) dan variasi kecepatan spin coating akan dijelakan masing masing sebagai berikut.
4.2.1 Pengaruh Konsentrasi C (grafit) terhadap Efesiensi TiO2/C
Berdasarkan tabel 4.1 yang menjelaskan hasil data yang dihasilkan untuk menghitung nilai
efesiensi dari setiap sampel dengan variasi konsentrasi doping C (grafit). Dan efesiensi dari
setiap sampel tersebut bisa dilihat pada tabel 4.2 sebagai berikut:
Tabel 4.2 Efesiensi Sel Surya TiO2/C terhadap Variasi Konsentrasi C (grafit)
Sampel Konsentrasi C (gram) η (%)
A 0 0,00014196
B 0,2 0,02168705
C 0,3 0,01669121
D 0,4 0,04256112
E 0,5 0,01664415
F 0,6 0,00089277
G 0,7 0,00121223
H 0,8 0,00477841
Nilai efesiensi yang dihasilakan pada tabel 4.2 memiliki daya input (Pin) yang sama yaitu
intensitas cahaya sebesar 357000 lux atau 0,00537 watt/cm2 dan luas permukaan sel surya
TiO2/C yang terkena cahaya sebesar 1 cm2. Berdasarkan perhitungan nilai efesiensi terbesar
dihasilkan oleh sampel D dengan konsentrasi 0,4 gram. Untuk grafik optimasi efesiensi sel
surya TiO2/C terhadap konsentrasi dapat dilihat pada gambar 4.20.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
Efe
sie
nsi (%
)
Konsentrasi C (gram)
Efesiensi (%)
Gambar 4.20 Grafik Efesiensi TiO2/C terhadap Variasi Konsentrasi C (grafit)
Berdasarkan gambar 4.20 nilai efesiensi sel surya TiO2/C yang paling optimal yaitu pada
doping C (grafit) dengan besar konsentrasi 0,4. Sehingga besar konsentrasi C (grafit) yang
akan digunakan pada penelitian pendeposisian TiO2/C metode spin coating yaitu 0,4 gram
dengan besar TiO2 disamakan seperti pada metode doctor blade yaitu sebesar 0,7 gram.
4.2.2 Pengaruh Kecepatan Spin Coating terhadap Efesiensi TiO2/C
Kecepatan spin coating pada pendeposisian TiO2/C berpengaruh terhadap efesiensi sel surya
TiO2/C. Adapun nilai Isc, Voc, Pmak dan FF yang dihasilkan pada penelitian ini dapat
dilihat pada tabel 4.3 untuk menghitung besar efesiensi dari setiap sampel.
Tabel 4.3 Besar Voc, Isc, Pmak dan FF Variasi Kecepatan Spin Coating
Sampel Kecepatan
(rpm)
Voc (V) Isc (A) Pmak FF
A 1000 0,332151 0,000136106 0,0000029 0,064233
B 1250 0,300924 0,000145996 0,0000024 0,048975
C 1500 0,111439 0,000092281 0,0000021 0,131607
D 2000 0,101021 0,000056708 0,0000015 0,166852
E 2500 0,109814 0,000052949 0,0000008 0,140262
F 3000 0,066573 0,000345069 0,0000007 0,219963
Besar efesiensi sel surya TiO2/C terhadap kecepatan spin coating dapat dilihat pada tabel 4.4
berikut ini:
Tabel 4.4 Efesiensi sel surya TiO2/C terhadap Variasi Kecepatan Spin Coating
Sampel Kecepatan Spin Coating (rpm) η (%)
A 1000 0,054041
B 1250 0,045765
C 1500 0,039848
D 2000 0,028948
E 2500 0,016256
F 3000 0,01443
Pada penelitian dengan menggunakan metode spin coating ini besar efesiensi dihasilkan dari
perhitungan dengan daya output (Pout) dari masing-masing sampel yang telah dibuat dengan
variasi kepepatan spin coating dan besar daya input (Pin) dengan sumber intensitas cahaya
yang seragam yaitu 357000 lux atau 0,00537 watt/cm2 dan luas permukaan sel surya TiO2/C
yang terkena cahaya sebesar 1 cm2, sama seperti penelitian terhadap pengaruh konsentrasi
dalam doctor blade. Sehingga dapat dilihat pada tabel 4.4 menunjukan hasil perhitungan
efesiensi dari setiap sampel. Nilai efesiensi terbesar dihasilkan oleh sampel A dengan besar
0,054041% dan nilai efesiensi terrendah dihasilkan oleh sampel F yaitu sebesar 0,01443%.
Dengan demikian membuktikan bahwa pendeposisian dengan memvariasikan kecepatan spin
coating sangat berpengaruh terhadap efesiensi sel surya TiO2/C yang dihasilkan. Dengan
variasi kecepatan putar (rpm) spin coating maka homogenitas dan ketebalan dari sampel jg
berubah, semakin besar kecepatan putar (rpm) spin coating maka sampel TiO2/C yang
dideposisikan pada FTO semakin tipis dan tidak tersebar secara homogen dan dapat dilihat
pada gambar 4.21 pengaruh efesiensi TiO2/C terhadap variasi kecepatan putar (rpm) spin
coating.
500 1000 1500 2000 2500 3000
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
Efisie
nsi se
l su
rya
TiO
2/C
(%
)
Kecepatan spin coating (rpm)
Efesiensi sel surya TiO2/C (%)
Gambar 4.21 Efesiensi sel surya TiO2/C terhadap variasi kecepatan putar (rpm) spin coating
4.2.3 Perbandingan Efesiensi TiO2/C pada Metode Doctor blade dan Spin Coating
Berdasarkan hasil penelitian Voc, Isc, Pmak, FF dan perhitungan efesiensi sebelumnya,
metode pendeposisian sampel sel surya TiO2 juga berpengaruh pada efesiensi yang
dihasilkan. Dengan menggunakan konsentrasi yang sama yaitu 0,7 gram TiO2 dan 0,4 gram C
maka efesiensi yang dihasilkan adalah sebagai berikut pada tabel 4.5:
Tabel 4.5 Perbandingan Efesiensi TiO2/C pada Metode Doctor blade dan Spin Coating
Sampel Voc (V) Isc (A) Pmak FF η (%)
A (Doctor
blade)
0,044215262 0,000345069 0,00000228 0,14989 0,04256112
B (Spin
Coating)
0,332151 0,000136106 0,0000029 0,064233 0,054041
Pada tabel 4.5 besar hasil efesiensi yang dihasilkan pada dua metode pendeposisian yang
digunakan menghasilkan besar efesiensi yang berbeda. Efesiensi dengan menggunakan
metode spin coating hasilnya lebih besar yaitu 0,054041% dibandingkan dengan mengunakan
metode doctor blade yaitu sebesar 0,04256%. Pendeposisian menggunakan metode spin
coating lebih homogen sehingga penyerapan cahaya oleh sampel diserap lebih baik dan
struktur morfologi dari setiap metode dapat mempengaruhi efesiensi dari sel surya tersebut
dan dapat dilihat melalui hasil uji SEM.
4.3 Pengujian Absorbansi Sel Surya TiO2/C
0 200 400 600 800 1000 1200
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
B
Panjang gelombang (nm)
B
G
H