KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis ucapkan kehadirat Allah Yang Maha Esa, yang telah

melimpahkan rahmat, hidayah serta lindungan-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan makalah dengan judul “ Photonic Devices“.

Dalam penulisan makalah ini, penulis menyadari bahwa masih adanya

kekurangan dan keterbatasan, namun berkat bantuan dan bimbingan serta

dorongan dari berbagai pihak, akhirnya makalah ini dapat diselesaikan dengan

baik. Dalam hal ini penulis mengucapkan terimakasih kepada,

1. Allah Yang Maha Esa

2. Prof. Dr. Sutikno, S.T, M.T.

Semoga amal baik dari semua pihak mendapat balasan yang berlipat ganda

dari Allah Yang Maha Esa. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan makalah

ini masih jauh dari sempurna, meskipun belum dapat memberikan informasi yang

lebih lengkap, kami tetap berharap makalah ini bisa bermanfaat bagi semua pihak.

Saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca tentu sangat

penulis harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini,

membawa manfaat yang baik untuk pembaca dalam mengenal photonic devices.

Semarang, Mei 2015

Penulis

1

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL............................................................................................ i

KATA PENGANTAR..........................................................................................1

DAFTAR ISI........................................................................................................2

BAB I PENDAHULUAN

1.1....................................................................................................... Latar Belakang

..................................................................................................................3

1.2..................................................................................................... Rumusan Masalah

..................................................................................................................3

1.3.............................................................................................................. Tujuan

..................................................................................................................4

BAB II PEMBAHASAN

2.1...................................................................................................... Photonic Devices

..................................................................................................................5

2.2...................................................................................................... Transisi Radiatif

..................................................................................................................5

2.3.................................................................................................... Optical Absorption

..................................................................................................................8

2.4.................................................................................................. Laser Semikonduktor

.................................................................................................................10

2.5............................................................................................ Light-Emitting Diodes

.................................................................................................................12

2

2.6........................................................................................................ Photodetector

.................................................................................................................14

2.6.1. p-n junction Solar Cells...............................................................16

2.6.2. Dye-sensitized Solar Cells...........................................................18

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan..............................................................................................20

DAFTAR PUSTAKA..........................................................................................21

BAB II

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Abad 20 menjadi abad yang terpenting bagi perkembangan ilmu

pengetahuan dan teknologi. Dua dari kajian tekologi penyumbang perkembangan

ini adalah efek fotolistrik dan semikonduktor. Material semikonduktor memegang

peranan penting dalam perkembangan komunikasi, industri, elektronika, dsb.

Material semikonduktor memiliki respon yang unik terhadap rangsangan seperti

listrik ataupun cahaya. Diperlukan energi sebesar ΔE (energi band gap) agar

material semikonduktor memberikan responnya.

Dalam perkembangan teknologi, material semikonduktor dimanfaatkan

pada alat-alat seperti LED, LASER, photodetector, solar sel, dsb. Alat-alat

tersebut tergabung dalam photonic devices. Photonic devices merupakan

perangkat yang memanfaatkan sifat cahaya sebagai partikel. Fenomena ini tidak

lepas dari sifat material semikonduktor seperti transisi radiatif dan serapan optik

(optical absorption). Perkembangan dari LED, LASER, solar sel tidak terlepas

dari material yang digunakan. Material yang digunakan biasanya merupakan

3

material semikonduktor yang telah diberi impuritas. Impuritas yang diberikan

diharapkan dapat meningkatkan kinerja dan manfaat dari photonic devices sendiri.

1.2. Rumusan Masalah

a. Apa pengertian dari photonic devices dan alat-alat apa saja yang tergabung

dalam photonic device?

b. Bagaimanakah prinsip kerja alat-alat dari photonic devices?

c. Manfaat dari photonic devices?

d. Apakah jenis material yang dimanfaatkan dalam perkembangan photonic

devices?

e. Apakah yang dimaksud dengan dye-sensitized solar cells (DSSC)?

1.3. Tujuan

a. Mengetahui pengertian dan alat-alat yang tergabung dalam photonic

devices?

b. Mengerti prinsip kerja dari photonic devices?

c. Mengetahui manfaat dari photonic devices?

d. Mengetahui jenis material yang dimanfaatkan dalam photonic devices?

e. Mengetahui pengertian dari dye-sensitized solar cells (DSSC)?

4

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Photonic Devices

Photonic devices atau perangkat fotonik adalah perangkat yang

memanfaatkan sifat cahaya sebagai partikel. Photonic devices dapat dibagi

menjadi tiga kelompok, yaitu :

1. Perangkat yang mengubah sumber energi listrik menjadi radiasi optik,

seperti Light-Emitting Diode (LED) dan Light Amplification by Stimulated

Emission of Radiation (LASER).

2. Perangkat yang mendeteksi sinyal optik, seperti photodetectors.

3. Perangkat yang mengkonversi radiasi optik menjadi energi listrik, seperti

sel surya.

Fenomena yang terjadi pada photonic devices adalah electroluminescence

yang ditemukan pada tahun 1907. Electroluminescence adalah fenomena generasi

cahaya yang disebabkan oleh arus listrik. Fenomena ini tidak terlepas dari adanya

transisi radiatif (radiative transition) dan serapan optik (optical absorption).

5

Perkembangan photonic devices sendiri memiliki peranan penting terhadap

kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan dibidang kesehatan, komunikasi,

industri, dsb.

2.2. Transisi Radiatif (Radiative Transition)

Gambar 1 menunjukkan spektrum elektromagnetik dari daerah optik.

Kisaran cahaya yang dapat dideteksi oleh mata manusia hanya sekitar 0,4 μm

sampai 0,7 μm. Pada gambar tersebut juga ditampilkan pita warna (colors bands)

dari ungu sampai merah. Daerah ultraviolet memiliki rentang panjang gelombang

dari 0,01 μm sampai 0,4 μm sedangkan infrared memiliki rentang dari 0,7 μm

sampai 1.000 μm.

Gambar 1. Spektrum elektromagnetik dari rentang ultraviolet sampai infrared.

Untuk mengkonversi panjang gelombang menjadi energi foton digunakan

hubungan

6

dimana c adalah kecepatan cahaya dalam ruang vacuum, v adalah frekuensi dari

cahaya, h adalah konstanta Planck, san hv adalah energi foton yang diukur dalam

elektron volt. Sebagai contoh, 0,5 μm cahaya hijau sebanding dengan energi foton

sebesar 2,48 eV.

Pada dasarnya, ada tiga proses interaksi antara foton dengan elektron

dalam solid, yaitu absorption (penyerapan), spontaneous emission (emisi

spontan), dan stimulated emission (emisi terstimulasi). Jika ada dua tingkat energi

E1 dan E2, dimana E1 sesuai dengan keadaan dasar sedangkan E2 sesuai dengan

keadaan tereksitasi. Setiap transisi antar tingkat energi melibatkan emisi atau

penyerapan foton dengan frekuensi v12 yang sesuai dengan hv = E2-E1. Pada suhu

kamar, atom dalam solid berada pada keadaan dasar. Situasi ini akan terganggu

ketika foton yang memiliki energi yang sama dengan hv melewati sistem. Sebuah

atom di tingkat E1 menyerap foton dan kemudian tereksitasi ke keadaan E2

(Gambar 2a). Proses ini disebut dengan absorption process (proses penyerapan).

Ketika keadaan tereksitasi dari atom tidak stabil, dalam waktu yang singkat dan

tanpa adanya stimulus, elektron akan bertransisi ke keadaan dasar dan

memberikan energi foton hv12 (Gambar 2b). Proses ini disebut dengan

spontaneous emission (emisi spontan). Ketika foton dengan energi hv impinges

elektron yang sedang tereksitasi (Gambar 2c), elektron dapat dirangsang untuk

transisi kembali ke keadaan dasar dengan memberikan energi foton sebesar hv12.

Proses ini disebut dengan stimulated emission (emisi terstimulasi).

7

Gambar 2. Titik biru menggambarkan keadaan elektron. Keadaan awal berada di sebelah kiri sedangkan keadaan akhir, setelah transisi berada di sebelah kanan. (a) Absorption, (b) spontaneous emission, (c) stimulated emission.

Proses yang terjadi pada LED memanfaatkan fenomena spontaneous

emission dari interaksi foton dengan bahan solid sedangkan LASER

memanfaatkan stimulated emission dan solar sel memanfaatkan absorption.

2.3. Optical Absorption

Gambar 3 menunjukkan transisi dasar dalam semikonduktor. Ketika

semikonduktor mendapatkan rangsangan cahaya, foton yang diserap akan

menciptakan pasangan elektron-hole (Gambar 3a), hal ini terjadi ketika energi

foton sama dengan energi band gap hv. Jika hv lebih besar daripada Eg, maka

selain pasangan elektron-hole yang dihasilkan akan dihasilkan juga kelebihan

energi (hv - Eg) berupa panas, seperti yang digambarkan pada Gambar 3b. Proses

8

3a dan 3b disebut dengan transisi intrinsik (band-to-band transition). Di sisi lain,

apabila hv kurang dari E, maka foton akan diserap hanya jika ada keadaan energi

yang tersedi pada band gap. Keadaan/ tingkat energi ini ada dikarenakan adanya

chemical impurities atau physical defects (Gambar 3c). Proses tersebut disebut

extrinsic transition.

Gambar 3. Optical absorption (a) hv = Eg, (b) hv > Eg, (c) hv < Eg.

Asumsikan bahwa semikonduktor diberi rangsangan cahaya dengan hv >

Eg dan flux foton (Φo) dengan satuan foton perkuadrat sentimeter per detik. Flux

foton bergerak melewati semikonduktor, sebagian kecil dari foton diserap

sebanding dengan intensitas fluks. Oleh karena itu, jumlah foton diserap dengan

jarak Δx (Gambar 4a) diberikan oleh persamaan αΦ(x)Δx, dimana α adalah

koefisien absorpsi. Sehingga dari flux foton diperoleh

9

Gambar 4. Optical absorption (a) semikonduktor dibawah penyinaran, (b) Peluruhan eksponensial dari flux foton.

Tanda negatif mengindikasikan intensitas yang semakin berkurang dari flux foton

selama absorption. Sehingga solusi dari persamaan di atas adalah

Fraksi dari flux foton yang keluar pada ujung semikonduktor di x = W.

10

Koefisien absorpsi α adalah fungsi dari hv. Gambar 5 di bawah ini

menunjukkan pengukuran koefisien optical absorption dari beberapa

semikonduktor yang penting yang biasa dimanfaatkan untuk photonic devices.

Gambar 5. Koefisien optical absorption dari beberapan macam semikonduktor.

2.4. Laser Semikonduktor

Laser merupakan singkatan dari Light Amplification by Stimulated

Emission Radiation, yaitu terjadinya proses penguatan cahaya oleh emisi radiasi

yang terstimulasi. Interaksi materi dengan cahaya yang diaplikasikan pada laser

ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

11

Gambar 6. Interaksi cahaya dengan materi, (a) absorpsi, (b) emisi spontan, (c) emisi terstimulasi.

Laser semikonduktor merupakan golongan laser yang sangat penting pada

saat ini. Prinsip dari laser semikonduktor mirip dengan laser ruby dan laser

helium-neon, yaitu ketiganya memancarkan radiasi monokromatik yang terarah.

Semikonduktor laser adalah komponen yang sangat penting dalam bidang

komunikasi yang menggunakan serat optik. Selain itu, laser semikonduktor

banyak dimanfaatkan pada rekaman video, pembaca optik, percetakan dengan

kecepatan yang tinggi. Dalam bidang teknologi, laser semikonduktor digunakan

sebagai monitoring polusi udara dan spektroskopi gas resolusi tinggi.

Material aktif laser semikonduktor menggunakan material semikonduktor

direct-gap, sehingga semikonduktor elementer tidak dapat digunakan. Mayoritas

bahan semikonduktor untuk laser merupakan kombinasi antara golongan IIIA (Al,

Ga, In) dan IVA (N, P, As, Sb) yang membentuk compound III-IV seperti GaAs,

InGaAsP, AlGaAs. Pada saat ini, emisi panjang gelombang laser berada pada

rentang 0,3 sampai 30 μm. Beberapa jenis laser yang telah disebutkan di atas

memiliki panjang gelombang sekitar 0,63 – 1,6 μm. Baru-baru ini dikembangkan

laser InDaN yang memancarkan cahaya pada panjang gelombang biru ( ̴ 400 nm).

Disamping itu juga ada beberapa laser yang menggunakan kombinasi golongan II-

VI (CdSe, ZnS) yang memancarkan panjang gelombang daerah hijau-biru. Tiga

komponen terpenting dalam paduan unsur III-IV adalah GaxIn1-xAsyP1-y, GaxIn1-

xAsySb1-y, dan AlxGa1-xAsySb1-y. Gambar dibawah ini memperlihatkan band gap

dengan nilai konstanta lattice dari 3 paduan yang terdiri dari binary, ternary, dan

quaternary compounds.

12

Gambar 7. Energi band gap dan konstanta lattice untuk tiga sistem paduan III-IV.

Untuk meningkatkan stimulated emission pada operasi laser maka

diperlukan inversi populasi. Untuk mencapai hal tersebut, maka diperlukan p-n

junction dan double heterojunction. Ini berarti bahwa tingkat doping pada kedua

sisi junction cukup tinggi. Ketika bias yang cukup besar diterapkan, injeksi dari

pita valensi akan terjadi, konsentrasi besar dari elektro dan hole terinjeksi pada

daerah transisi. Akibatnya pada Gambar 8, konsentrasi elektron akan berada pada

pita konduksi sedangkan konsentrasi hole akan berada pada pita valensi.

Gambar 8. Perbandingan karakteristik (a) homojunction laser, (b) double-heterojunction laser.

2.5. Light-Emitting Diodes (LED)

Light-emitting diode adalah sambungan p-n yang dapat memancarkan

radiasi spontan dalam ultraviolet, visible, atau daerah infrared. LED memiliki

banyak aplikasi sebagai link informasi antara instrumen elektronik dan

penggunanya. Selain itu, aplikasi lainnya adalah panel display di mobil, layar

komputer, kalkulator, jam tangan, lampu lalu lintas, run text, dsb. Khusus untuk

LED dengan radiasi infrared sangat bermanfaat dalam komunikasi serat optik.

Pada saat bias maju, elektron diinjeksi dari sisi n dan hole dari sisi p

(Gambar 9a). Pada daerah persambungan (junction), rekombinasi akan terjadi

pada saat pn > ni2, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9b. Namun, jika desain

heterojunction digunakan, efisiensi LED akan lebih ditingkatkan. Pada Gambar 9c

ditunjukkan penguatan cahaya dikarenakan kelebihan pembawa (excess carriers).

Desain double-heterojunction ini menghasilkan efisiensi yang lebih tinggi.

13

(a) (b)

Gambar 9. (a) Bias maju yang terjadi pada p-n junction , elektron diinjeksikan dari sisi n dan bergabung dengan hole yang diinjeksi dari sisi p, (b) rekombinasi yang terjadi disekitar junction, (c) Densitas dari pembawa yang lebih besar pada double-heterojunction.

Semikonduktor yang paling penting untuk aplikasi LED tercantum pada

Gambar 10. Spektrumnya sebagian besar berada di daerah infrared. Untuk aplikasi

layar, karena mata manusia hanya sensitif terhadap energi cahaya hv > 1,8 Ev (λ <

0,7 μm), semikonduktor harus memiliki band gap lebih besar dari nilai ini.

Gambar 10. Semikonduktor yang diaplikasikan pada led termasuk fungsi luminositas relatif dari mata manusia.

14

AlGaAs memiliki rentang panjang gelombang dari red sampai infrared.

Material ini biasa digunakan untuk LED berefisiensi tinggi. InAlGaP memiliki

rentang panjang gelombang dari visible spectrum, red, orange, yellow, dan green.

GaAsP memiliki rentang spektrum dari infrared sampai visible spektrum. Transisi

direct-indirect bandgap terjadi pada 1,9 eV.

2.6. Photodetector

Photodetector adalah perangkat semikonduktor yang dapat mendeteksi

sinyal optik melalui proses elektronik. Photodetector harus memiliki sensitivitas

yang tinggi, kecepatan respon yang tinggi, kebisingan yang kecil, beroperasi pada

tegangan yang rendah, dan ukuran yang kecil. Operasi umum dari photodetector

pada dasarnya ada tiga proses:

1. Carrier generation (pembangkitan pembawa) ketika ada cahaya yang

datang;

2. Carrier transport ketika ada arus listrik;

3. Adanya sinyal output

Ada dua jenis photodetector, yaitu thermal detector dan photon detector.

Thermal detector mendeteksi cahaya dengan rangsangan kenaikan suhu ketika

energi cahaya diserap. Detektor ini cocok untuk panjang gelombang infrared.

Photon detector didasarkan pada efek fotolistrik: foton menyebabkan elektron

tereksitasi dan elektron ini yang memberikan kontribusi pada photocurrent.

Untuk memahami keunggulan masing-masing photodetector, terlebih

dahulu dibahas prinsip kerja photodetector yang menggunakan efek fotolistrik.

Efek fotolistrik didasarkan pada energi foton hv, sehingga panjang gelombang

terkait dengan energi transisi ΔE yang didefinisikan oleh

λ= hcΔE

= 1,24ΔE (eV )

(μm)

Persamaan diatas mengindikasikan panjang gelombang minimum untuk

mendeteksi. Energi transisi ΔE dalam banyak kasus adalah band gap dari

semikonduktor. Penyerapan cahaya dalam semikonduktor ditunjukkan oleh

koefisien penyerapan. Gambar 11 menunjukkan pengukuran koefisien absorpsi

intrinsik untuk beberapan macam photodetector. Kurva dengan garis tebal dan

15

garis putus-putus menunjukkan suhu 300 K dan 77 K. Untuk Ge, Si dan golongan

III-V, kurva bergeser kearah panjang gelombang yang lebih panjang ketika suhu

dinaikkan. Untuk beberapa senyawa IV-VI (misalnya PbSe) terjadi peningkatan

bandgap dengan meningkatnya suhu.

Gambar 11. Koefisien optical absorption untuk beberapa macam material photodetector.

Dibawah ini beberapa contoh dari photodetector.

16

2.7. Solar Sel

2.7.1. Prinsip kerja solar sel

Pada saat ini, sel surya memiliki banyak manfaat karena dapat

memberikan daya yang tinggi dan bertahan lama. Sel surya dikembangkan karena

permintaan sumber energi dunia yang meningkat sedangkan bahan bakar fosil

setiap tahunnya selalu menurun. Sel surya merupakan kandidat penting bagi

sumber energi alternatif yang dapat mengkonversi sinar matahari menjadi energi

listrik dengan efisiensi yang tinggi. Hal ini menjadikan sel surya bayak diteliti

karena sumber energi ini bebas polusi.

Representasi skematik dari sel surya ditunjukkan pada Gambar 12.

Gambar tersebut terdiri dari p-n junction.

Gambar 12. Skema dari silikon pada p-n junction solar sel.

Refleksi permukaan cahaya dari udara (n = 1) ke semikonduktor dengan

bahan silikon (n = 3,5) adalah sekitar 0,31. Ini berarti 31% dari cahaya datang

yang di refleksikan dan tidak terkonversi menjadi energi listrik dalam sel surya.

Ketika sel surya terkena spektrum matahari, foton yang memiliki energi kurang

dari energi band gap tidak akan bisa memberikan arus sebagai outputnya. Hanya

foton yang memiliki energi yang lebih besar dari energi band gap yang dapat

menimbulkan arus.

17

Prinsip kerja sel surya berdasarkan pada efek fotovoltaik. Sel surya

fotovoltaik merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi sinar matahari

secara langsung menjadi energi listrik. Pada dasarnya sel tersebut merupakan

suatu diode semikonduktor yang bekerja menurut suatu proses khusus yang

dinamakan proses tidak seimbang (non-equibilirium process) dan berlandaskan

efek fotovoltaik (photovoltaic effects). Efek fotovoltaik ini ditemukan oleh

Becquerel pada tahun 1839, dimana Becquerel mendeteksi adanya tegangan

ketika sinar matahari mengenai elektroda pada larutan elektrolit. Pada tahun 1954

peneliti menemukan untuk pertama kali sel surya silikon berbasis p-n junction

dengan efisiensi 6%. Sekarang ini, sel surya silikon mendominasi pasar sel surya

dengan pangsa pasar sekitar 82% dan efisiensi lab dan komersil berturut-turut

yaitu 24,7% dan 15%. Prinsip kerja sel surya silikon adalah berdasarkan konsep

semikonduktor p-n junction.

Pada sel surya terdapat junction antara dua lapisan tipis yang terbuat dari

bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis

p (positif) dan semikonduktor jenis n (negatif). Struktur sel surya konvensional

silikon p-n junction dapat dilihat pada Gambar 13.

Gambar 13. Struktur sel surya silikon p-n junction dan skema kerja sel surya silikon.

Semikonduktor tipe-n didapat dengan mendoping silikon dengan unsur

dari golongan V sehingga terdapat kelebihan elektron valensi dibanding atom

sekitar. Pada sisi lain semikonduktor tipe-p didapat dengan doping oleh golongan

III sehingga elektron valensinya defisit satu dibanding atom sekitar. Ketika

semikonduktor tipe-p dan tipe-n disambungkan maka akan terjadi difusi hole dari

18

tipe-p menuju tipe-n dan difusi elektron dari tipe-n menuju tipe-p. Difusi tersebut

akan meninggalkan daerah yang lebih positif pada batas tipe-n dan daerah lebih

negatif pada batas tipe-p. Batas tempat terjadinya perbedaan muatan pada p-n

junction disebut dengan daerah deplesi. Adanya perbedaan muatan pada daerah

deplesi akan mengakibatkan munculnya medan listrik yang mampu menghentikan

laju difusi selanjutnya. Medan listrik tersebut mengakibatkan munculnya arus

drift. Namun arus ini terimbangi oleh arus difusi sehingga secara keseluruhan

tidak ada arus listrik yang mengalir pada semikonduktor p-n junction. tersebut.

Ketika junction disinari, photon yang mempunyai energi sama atau lebih besar

dari lebar pita energi material tersebut akan menyebabkan eksitasi elektron dari

pita valensi ke pita konduksi dan akan meninggalkan hole pada pita valensi.

Elektron dan hole ini dapat bergerak dalam material sehingga menghasilkan

pasangan elektron hole. Apabila ditempatkan hambatan pada terminal sel surya,

maka elektron dari area n akan kembali ke area-p sehingga menyebabkan

perbedaan potensial dan arus akan mengalir. Skema cara kerja sel surya silikon

ditunjukkan pada Gambar 13.

2.7.2. Dye-sensitized Solar Cells (DSSC)

Tingginya efisiensi konversi energi surya menjadi listrik dari DSSC

merupakan salah satu daya tarik berkembangnya riset mengenai DSSC di berbagai

negara akhir-akhir ini, selain dari proses produksi yang simpel dan biaya produksi

yang murah. Beberapa hasil penelitian dari peneliti-peneliti DSSC. Di Indonesia

sendiri penelitian tentang DSSC telah banyak dilakukan seperti oleh Septina dkk

pada tahun 2007, Penelitian tersebut dilakukan dengan metode nanopori TiO yaitu

sol-gell dan sebagai bahan dye digunakan buah delima. Hasil yang didapatkan

adalah tegangan listrik sebesar 162,4 mV dari prototipe DSSC tersebut dengan

intensitas penyinaran pada siang hari. Dye Sensitized Solar Cell (DSSC), sejak

pertama kali ditemukan oleh Professor Michael Gratzel pada tahun 1991, telah

menjadi salah satu topik penelitian yang dilakukan intensif oleh peneliti di seluruh

dunia. DSSC bahan disebut juga terobosan pertama dalam teknologi sel surya

sejak sel surya silikon. Berbeda dengan sel surya konvensional, DSSC adalah sel

surya fotoelektrokimia sehingga menggunakan elektrolit sebagai medium

19

transport muatan. Selain elektrolit, DSSC terbagi menjadi beberapa bagian yang

terdiri dari nanopartikel TiO2 , molekul dye yang teradsorpsi di permukaan TiO,

larutan elektrolit dan katalis yang semuanya dideposisi diantara dua kaca

konduktif, seperti terlihat pada Gambar 14.

Gambar 14. Struktur Dye-sensitized Solar Cells

Pada bagian atas dan alas sel surya merupakan glass yang sudah dilapisi

oleh TCO (Transparent Conducting Oxide) biasanya ITO, yang berfungsi sebagai

elektroda dan counter-elektroda. Pada TCO counter-elektroda dilapisi katalis

untuk mempercepat reaksi redoks dengan elektrolit. Pasangan redoks yang

umumnya dipakai yaitu I-/I3- (iodide/triiodide). Pada permukaan elektroda dilapisi

oleh lapisan tipis TiO2 yang mana dye teradsorpsi di lapisan TiO . Dye yang

umumnya digunakan yaitu jenis ruthenium complex.

20

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

1.Photonic devices atau perangkat fotonik adalah perangkat yang memanfaatkan

sifat cahaya sebagai partikel sedangkan alat yang tergabung dalam

photonic devices adalah LED, LASER, photodetector, dan sel surya.

2.Secara umum prinsip kerja dari photonic devices adalah adanya p-n junction

dari semikonduktor yang diberi rangsangan berupa cahaya atau panas.

3.Photonic devices banyak dimanfaatkan dalam teknologi komunikasi, seperti

penggunaan serat optik; teknologi industri, seperti LED dan LASER; dan

ketersediaan energi, seperti solar sel.

4.Jenis material yang digunakan adalah material semikonduktor seperti Si, Ge

(semikonduktor murni) dan GaAs, CdTe, AlGaA, InAlGaP

(semikonduktor ekstrinsik).

5.Dye-sensitized Solar Cells (DSSC) adalah sel surya fotoelektrokimia sehingga

menggunakan elektrolit sebagai medium transport muatan

DAFTAR PUSTAKA

21

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30056/4/Chapter%20II.pdf (diunduh pada tanggal 28 Mei 2015 pukul 13.20)

Sze, S.M., and M.K. Lee, “Semiconductor Devices Physics and Technology”, in Light Emitting Diodes, Lasers, Photodetectors, and Solar Cells, Taiwan: John Wiley & Sons, INC., 2010, pp.280-356.

Sze, S.M., and K.K. Ng, “Physics of Semiconductor Devices”, in LEDs, Lasers, Photodetectors, and Solar Cells, Taiwan: John Wiley & Sons, INC., 2007, pp.601-742.

22