Skripsi Fisika

PEMBUATAN PROTOTYPE DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)

MENGGUNAKAN ANTOSIANIN DARI DYE BUNGA KENIKIR (Cosmos

Caudatus L.) DAN BUNGA KERTAS (Zinnia Peruviana)

EUNIKE DWIOKNAIN H211 14 007

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2018

ii

Pembuatan Prototype Dye Sensitized Solar Cell (Dssc) Menggunakan

Antosianin Dari Dye Bunga Kenikir (Cosmos Caudatus L.) Dan Bunga Kertas

(Zinnia Peruviana)

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Tugas Akhir Untuk Memenuhi Syarat

Memeperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Pada Departemen Fisika

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Hasanuddin

OLEH:

EUNIKE DWIOKNAIN

H211 14 007

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2018

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Pembuatan Prototype Dye Sensitized Solar Cell (Dssc) Menggunakan

Antosianin Dari Dye Bunga Kenikir (Cosmos Caudatus L.) Dan Bunga Kertas

(Zinnia Peruviana)

OLEH

EUNIKE DWIOKNAIN

H211 14 007

Makassar, Juni 2018

Disetujui Oleh :

Pembimbing Utama Pembimbing Pertama

Prof. Dr. Dahlang Tahir, S.Si, M.Si Dr. Paulus Lobo Gareso, M.Sc

NIP.19750907 200003 1 006 NIP. 19630111 199002 1 00

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini merupakan karya oriisinil saya dan

sepanjang pengetahuan saya tidak memuat bahan yang pernah dipubliksai atau ditulis

oleh orang lain dalam rangka tugas akhir untuk sesuatu gelar akademik di Universitas

Hasanuddin atau di lembaga pendidikan lainnya dimanapun, kecuali bagian yang telah di

kutip berdasarkan kaidah yang berlaku. Saya juga menyatahkan bahwa skripsi ini

merupakan hasil karya saya sendiri dan dalam batasan tertentu di bantu oleh pihak

pembimbing.

Penulis

Eunike Dwioknain

iv

SARI BACAAN

Prototype dye sensitized solar sel (DSSC) menggunakan antosianin dari bunga Kenikir

dan bunga Zinnia untuk pertama kalinya telah di fabrikasi. Prototype DSSC dibuat dalam

bentuk struktur sandwich, dengan menggunakan metode spin coating pada pendeposisian

TiO2., Kemudian dikarakterisasi menggunakan XRD yang menunjukkan Kristal TiO2

berada pada fase anatase, dengan ukuran Kristal sebesar 37,99 nm menggunakan

persamaan Debye Scherrer dan 30,10 nm menggunakan metode UDM. Karakterisasi

UV-Vis, pada panjang gelombang 300 nm - 800 nm, dengan puncak gelombang

absorbansi tertinggi untuk dye bunga Zinnia, bunga Kenikir, dan dye campuran masing-

masing 331 nm; 328 nm; 327 nm. Karakterisasi FTIR menunjukkan adanya senyawa

antosianin pada bahan dye yang digunakan ditunjukkan dengan adanya ikatan senyawa

flavonol, karboksil dan hikdroksil. Keluaran yang di hasilkan dari prototype DSSC

berupa arus dan tegangan yang kemudian di akumulasi untuk menghitung efisiensi yang

dihasilkan DSSC. Efisiensi yang di hasilkan sebesar 0,0193 % pada dye bunga Zinnia

dengan lama perendaman 66 jam.

Kata kunci: Prototype, Fabrikasi, Zinnia, kenikir, DSSC, efisiensi, XRD, UV-Vis, FTIR

v

ABSTRAC

Prototype dye sensitized solar cell (DSSC) using anthocyanin from Kenikir and Zinnia

flowers have been fabricated for the first time. DSSC prototype are made with sandwich

structure form, using a spin coating method on the deposition of TiO2, then characterized

using XRD showing TiO2 crystals in the anatase phase, with a crystallization size of

37.99 nm using the Debye Scherrer equation and 30.10 nm using the UDM. UV-Vis

characterization, at wavelength 300 nm - 800 nm, with highest absorbance wave peak of

dye from Zinnia flower, Kenikir flower, and mixed both zinnia and kenikir flowers

respectively 331 nm; 328 nm; 327 nm. FTIR characterization showed that the

anthocyanin compound on dye material. Best efficiency shown by Zinnia flower dye with

66 hours of soaking time, is 0.0193%.

Keywords: Prototype, Fabrication, Zinnia, kenikir, DSSC, efficiency, XRD, UV-Vis, FTIR

vi

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kehadiran Tuhan yang Maha Esa yang telah

melimpahkan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi Ini

berjudul,“Pembuatan Prototype Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Menggunakan

Antosianin Dari Dye Bunga Kenikir (Cosmos Caudatus L.) Dan Bunga Kertas (Zinnia

Peruviana)”.

Dalam penyelesaian skripsi penulis mengalami berbagai hambatan dan menyadari

bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, hal ini terjadi karena kelemahan dan

keterbatasan yang dimiliki penulis. Puji Tuhan hambatan dapat teratasi dan tentunya tidak

lepas dari dukungan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak.. Dan merupakan

kewajiban penulis dengan segala kerendahan hati untuk menghaturkan rasa terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kepada Orang Tua tercinta Ibunda ( Adolfina Pasimmin) dan Nenek (Maria

Rempung) yang tidak pernah berhenti untuk mendoakan kebaikan dan

kemudahan bagi penulis, yang mengingatkan penulis k etika lalai dari agama,

yang selalu menyemangati saat putus asa, yang memberikan dukungan moral dan

material, semoga Tuhan senantiasa memberkati dan melindungi dalam hari-

harinya.

2. Kepada saudara-saudariku (Eliud Eky Wanpril, Edeus Tri Richar, Elisabet

Pentatiani, Efraim Vincentius, Elyakim Pasimmin, dan Er Sani Ela ) yang

selalu mendukung, dan menyemangati penulis agar tidak putus asa dan

menyerah. Semoga kami bisa berbakti kepada orang tua dan dapat bermanfaat

bagi orang tua.

3. Kepada seluruh keluarga besar yang selalu mendukung dan memberikan saran

untuk terus memperbaiki diri dan kehidupan. Yang senantiasa memberikan

dukungan berupa moril maupun material, semoga Tuhan senantiasa memberkati.

4. Bapak Dr.Arifin, M.T Selaku ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika

dan Ilmu pengertahuan Alam Universitas Hasanuddin.

5. Prof. Dahlang Tahir, M.Si,Ph.D Selaku pembimbing utama dan Dr. Paulus

Lobo Gareso, M.Sc selaku pembimbing pertama yang telah banyak memberikan

waktunya untuk membimbing, mendukung, dan memberi saran-saran selama

penelitian, penulisan, dan penyelesaian skripsi ini. Terima Kasih Semoga Tuhan

senantiasa memberkati.

vi i

6. Ibu Dr.Nurlaela rauf,M.Sc , Ibu Dr. Sri Suryani, DEA. Dan Bapak Azwar

Sutiyono,M.Si selaku tim penguji dalam melaksanakan seminar proposal

penelitian, seminar hasil penelitian, ujian sidang skripsi fisika.

7. Seluruh Bapak dan Ibu DosenFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

yang telah mendidik dan membagi ilmunya kepada penulis.

8. Seluruh staf akademik Departemen Fisika , Fakultas MIPA yang dengan senag

hati membantu penulis dalam menyelesaikan urusan-urusan akademik.

9. Kepada Bapak Syukur Polantu, S.T, Kak Tanto, Kak Tamlica, Kak Sultan

,dan Kak Wilda yang sudah berbagi ilmunya kepada penulis, semoga di

sukseskan hari-harinya.

10. Kepada teman paralel penulis dalam penelitian ini Hardianti yang selama

penelitian, penyusunan skripsi senantiasa memberi semangat, sudah sangat peduli

dan sangat membantu dalam suksesnya penelitian dan penulisan ini. Terima

kasih, semoga Tuhan Senantiasa Memberkati.

11. Teman-teman Resistan’14(Deda, Diana, Nina, Afni, Nufi, Anti11, Anti13,

Desi, Erni, Nia, Anna, Novi, Radha, Tina, Dina,Yuniar, Nurul, Uvi, Resti,

Aswan,Taufik, Ariyadi, Ainul, Alkadri, Jaya, Ainul, Awal, Iswar, Firman,

Laode, Okta, Uni, Oci’, Nur, Rusmi, Ila’, Bela, Ditha, Rosdiana, Kima,

Asifa, Musdalipa, Akram, Putri, Risda, Dewi, Rusnianti, Alifka, Nanna,

Reza, Yakin, Arin, Putri Wulandari, Riska, SidiQ, Alm.BaliQ ) yang sudah

menjadi bagian terpenting dari penulis, yang awalnya di paksa peduli akhirnya,

terbiasa saling peduli, terima kasih sudah berbagi air mineral dan nasi

bungkusnya dimasa-masa tertentu. Terima Kasih teman-teman, Salam ”

Persaudaraan Tak Bertepih”. Tuhan Memberkatih.

12. Teman-teman Cndtr.Squad, yang selama ini telah menemani,telah berbagi suka

dan dukanya. Menjadi supporter terbaik. Sukses selalu teman-teman, dilancarkan

penelitiannya. Tuhan Memberkati.

13. Teman-teman angkatan Fisika 2014, yang sudah menemani penulis selama

kurang lebih 4 tahun, Terima kasih teman-teman.

14. Untuk teman-teman asisten laboratorium elektronika dan instrumentasi terima

kasih telah bekerja sama yang baik.

15. Kakak-kakak angkatan 2010, 2011, 2012, 2013, dan adik-adik angkatan 2015,

2016, 2017.

viii

16. Kepada Teman-Teman KKN Gelombang 96, Kabupaten Takalar, Kecamatan

polongbangkeng Selatan, terkhusus teman-teman poskoh Desa Lantang (

Rizman, Hardi, Novtri, Rahmi, dan Maya)

17. Kepada Teman-teman SMA yang tidak bisa disebut satu persatu special X-One,

IPA1) dan SMP yang tidak bisa di sebut satu per satu spesial 9B senantiasa

menghibur dan menyemangati terima kasih teman-teman.

18. Terima kasih Juga kepada Sandy Bulu, yang senantisa menemani penulis, sudah

banyak berkontribusi dan sudah banyak membantu penulis, juga menjadi

penyemangat tersendiri. Semangat, semoga di segerakan juga S.T nya . Tuhan

Memberkati .

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu kritik dan

yang bersifat membangun sangatlah di harapkan. Akhir katapenulis mengharapkan

semoga penelitian ini dapat berguna dan bermanfaat bagi penulis dan pihak lain

membutuhkan.

Makassar, Juni 2017

Eunike Dwioknain

H211 14 007

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN SAMPUL

JUDUL…………………………………………………………………………......i

LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………………ii

PERNYATAAN………………………………………………………………….iii

SARI BACAAN…………………………………………………………………..iv

ABSTRAK………………………………………………………………………...v

KATA PENGANTAR……………………………………………………………vi

DAFTAR ISI.…………………………………………………………….…….ix

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………….....x

DAFTAR TABEL………………………………………………………..………xi

DAFTAR LAMPIRAN………………………………………………….……....xii

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang……………………………………………...…………..1

I.2. Rumusan Masalah………………………………………………………3

I.3. Tujuan Penelitian…………………………………………...…………..3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Sel Surya………………………………..……………………………...4

II.2. DSSC (Dye Sensitized Solar Cells)……………………………………5

II.2.1 Pengertian DSSC………………………………………..……...5

II.2.2 Struktur DSSC.……………………………………...……….....6

II.2.3 Prinsip kerja DSSC …………………………………..……..….6

II.2.4 Material DSSC…………………………………………..….….9

II.2.4.1. Subrat (kaca ITO)…………………………….………..9

II.2.4.2. Semikonduktor TiO2……………………………….....10

II.2.4.3. Dye…………………………………………………...10

x

II.2.4.4. Elektrolit……………………………………….……..12

II.2.4.5. Counter Elektroda……………………………..……...13

II.3. Karakterisasi dan Parameter Pengujian………………………………13

II.3.1. Spektrofotometer UV-Vis……………………………..…......13

II.3.2. XRD………………………………………………………….15

II.3.3. FTIR ………………...……………………………………….15

II.3.4. Parameter Pengukuran …………...…………………….…....15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III.1. Waktu dan Tempat………………………………………….……..17

III.2. Alat dan Bahan……………………………………………….…...17

III.2.1. Alat………………………………………………………..17

III.2.2. Bahan……………………………………………………...18

III.3. Prosedur Kerja ……………………………………………......…..18

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Pengujian XRD …………………………………..………….24

IV.2 Hasil Pengujian UV-Vis ………………………………….………..27

IV.3 Hasil Pengujian FTIR ……………………………………….……..28

IV.4 Pengujian performansi DSSC …………………………….…….....30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan……………………………………………..…...……….32

V.II Saran……………………………………………..……….…………32

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………..…………………..33

LAMPIRAN…………………………………………….....……………………...37

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur Sandwich D S S C…………………………………………...6

Gambar 2.2 Prinsip Kerja DSSC………………………………………………….7

Gambar 2.3 Struktur Pigmen Antosianin………………………………………….12

Gambar 2.4 Skema Kerja Spektrofotometer……………………………………...14

Gambar 3.1 Ilustrasi Sandwich DSSC …………………………………………..20

Gambar 3.2 Skema pengujian tegangan pada DSSC…………………………….21

Gambar 3.3 Bagan Alir Penelitian.……………………………………………...23

Gambar 4.1 Spektrum Difraksi Sinar-X (a) TiO2–Bunga Kenikir-Bunga Zinnia (b)

TiO2–Bunga Zinnia(c) TiO2–Bunga Kenikir(d) TiO2…………........24

Gambar 4.2 (a) Puncak sebaran TiO2 (b)Puncak sebaran TiO2 + Bunga Kenikir

(c) Puncak sebaran TiO2 + Bunga Kenikir (d) Puncak sebaran TiO2 +

Bunga Kenikir + Bunga Zinnia……………………………………26

Gambar 4.3 Spektrum UV-Vis (Hitam) Bunga Zinnia,(Merah)Bunga

Kenikir, (Biru) Bunga Zinnia-Bunga kenikir………………………27

Gambar 4.4 FTIR Bubuk TiO2, Serbuk Bunga Kenikir, dan Serbuk Bunga

Zinnia…………………………………………………………………….28

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Warna yang diserap dan warna komplementer………………………...14

Tabel 4.1 Intensitas puncak TiO2 dan dye .............................................................25

Tabel 4.2 Pengujian Performansi DSSC................................................................30

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Tabel Ukuran Kristal TiO2, dan TiO2 + Dye ..................................37

Lampiran 2 Bahan yang Digunakan…………………………………………...39

Lampiran 3 Alat Yang Digunakan ……………………………………………40

Lampiran 4 Alat Karakterisasi ………………………………………..……....41

Lampiran 5 Elektroda ………………………………………………..………..42

Lampiran 6 Larutan Elektrolit …………………………………………..…….42

Lampiran 7 Rangakain pengujian Performans DSSC …………………..….....42

xiv

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan energi dunia sangat tergantung pada bahan bakar fosil seperti

minyak, batubara dan gas alam, yang masing-masing 37%, 27%, dan 36% dari

penggunaan energi dunia. Namun, cadangan bahan bakar dari fosil seperti

minyak mentah yang terbatas dan bisa habis dalam waktu sekitar 40 tahun

berdasarkan pada konsumsi harian yaitu 82,5 juta barel dari cadangan saat ini

untuk produksi (R/P) rasio [1]. Peningkatan permintaan energi akan menimbulkan

suatu masalah berupa kurangnya persediaan energi seperti sekarang ini.

Dibutuhkan solusi untuk menangani permasalahan energi tersebut. Energi

matahari adalah sumber energi di bumi, dan sumber energi utama bagi semua

bentuk kehidupan [1]. Energi matahari merupakan sumber daya terbarukan yang

paling mudah dieksploitasi, aman, dan tersedia melimpah [2].

Sel surya merupakan salah satu perangakat yang dapat mengkonversi energi

matahari menjadi energi listrik. Sel surya terdiri dari tiga jenis yaitu silikon solar

sel, polimer solar sel, dan dye sensitized solar Cel (DSSC) [2].

DSSC adalah salah satu generasi ketiga dari sel surya yang termasuk

kedalam kategori sel surya organik, yang prinsip kerjanya terinspirasi dari

interaksi tanaman dengan sinar matahari melalui penambahan pewarna baik itu

pewarna alami ataupun pewarna sintesis [3]. DSSC mengkonversi cahaya tampak

menjadi listrik dengan menggunakan sistem fotoelektrokimia [4]. DSSC terdiri

atas fotoanoda dari kaca TCO (Tranparant Conductive Oxide) dengan substrat

ITO (Indium tin oxide) yang dilapisi semikonduktor seperti TiO2, ZnO, SnO2,

Nb2O5 dengan berbagai metode seperti doctor blade, screen printing,

elektroposisi, dan spin coating [5].

1

Penelitian tentang DSSC sebelumnya yang dilakukan oleh Mucella

Ozbay,dkk, pada tahun 2017, menggunakan dye sensitized alami dari genus yang

sama tetapi spesies berbeda. Pemilihan genus yang sama dimaksudkan Untuk

menunjukkan efek zat pewarna secara jelas pada karakterisasinya. Penelitian

tentang DSSC juga dilakukan oleh Rohmat Subroto (2013) dengan structure

sandwich dan karakterisasi menggunakan FTIR [6,7]. Penelitian selanjutnya

dilakukan oleh Ginanjar, dkk (2012) dimana penelitiannya berfokus pada lama

perendaman TiO2 dengan variasi perendaman 3 jam, 5 jam dan 12 jam, juga pada

penelitian yang dilakukan oleh Annisah (2016) mnggunakan variasi perendaman

dengan waktu 10 menit, 2 jam dan 24 jam, dari kedua penelitian dengan variasi

perendaman tersebut diperoleh hasil, bahwa semakin lama perendaman maka

efisiensi akan semakin meningkat [8,9].

Penelitian ini, menggunakan dye sensitized dari familia yang sama yaitu

Bunga Zinnia dan Bunga kenikir yang berasal dari famili Archaceae, dengan

tujuan untuk menunjukkan efek zat pewarna secara jelas pada karakterisasinya,

sehingga dengan panjang gelombang yang sama akan menghasilkan absorbansi

lebih baik. Untuk peningkatan efisiensi dilakukan perendaman selama 48 jam dan

66 jam, berdasarkan penelitian sebelumnya semakin tinggi perendaman maka

efisiensi semakin meningkat. Adapun metode fabrikasi yang digunakan

menggunakan metode fabrikasi dengan struktur sandwich dimana metode

penelitiannya dimulai dengan ekstraksi, karakterisasi, fabrikasi hingga pengujian

arus dan tegangan untuk menentuhkan efisiensi.

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari proses ekstraksi pewarna alami

dan karakteristik penyerapannya. Penelitian dilakukan pada ekstrak yang diambil

dengan pendekatan yang sangat sederhana dari bunga kenikir dan bunga Zinnia

dan campuran keduanya. Eksperimen yang dilakukan dalam penelitian ini adalah

langkah awal yang diambil untuk mencapai DSSC ramah lingkungan dan hemat

biaya .

2

1.2 Ruang Lingkup

Ruang lingkup dalam penelitian ini, di batasi pada pemilihan dye dari

bunga pada famili yang sama, karakterisasi menggunakan XRD, FTIR dan UV-

Vis, dan pengukuran efisiensi dari DSSC dilihat dari jenis dye dan variasi waktu

perendaman.

1.3 Tujuan Penelitian

1. Pembuatan Prototype DSSC dengan dye dari famili yang sama yaitu

Bunga Kenikir dan Bunga Zinnia.

2. Mengkarakterisasi sifat fisis elektroda kerja menggunakan XRD, sifat

kimia bubuk TiO2 dan bubuk dye menggunakan FTIR serta larutan dye

menggunakan UV-Vis.

3. Menganalisis efisiensi yang dihasilkan dari dye yang berbeda serta

lamanya waktu perendaman.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Sel Surya

Sel surya merupakan salah satu perangkat alternatif yang berpotensi

untuk mengatasi krisis energi karena adanya peningkatan permintaan ditambah

dengan tingginya harga minyak dan meningkatnya pemanasan global menjadi

beberapa faktor pendorong munculnya penelitian di bidang energi terbarukan

yang ramah lingkungan. Cahaya matahari bisa menjadi sumber energi listrik

melalui proses konversi dari energi cahaya menjadi energi listrik dengan bantuan

sel surya. Beberapa keunggulan sel surya yaitu prinsip operasi tidak berbahaya,

tidak mengakibatkan pencemaran lingkungan dan sistem instalasi mudah

diterapkan dimana saja, bahkan sampai ke daerah terpencil [10].

Sel surya berdasarkan perkembangan teknologi saat ini dan bahan

pembuatannya dapat dibedakan menjadi tiga generasi yaitu generasi pertama, sel

surya yang terbuat dari silikon tunggal dan silikon multi kristal. Generasi kedua,

sel surya tipe lapisan tipis (Misalnya, Sel surya polimer) dan generasi ketiga salah

satunya sel surya organik (Dye Sensitized Solar Cell) [11].

Sel surya mengandalkan pancaran sinar matahari dengan intensitas yang

memadai. Dengan letak geografis Indonesia di khatulistiwa dengan jaminan

limpahan sinar matahari sepanjang tahun tidak mengalami perubahan berarti,

maka sel surya dapat menjadi salah satu bentuk energi masa depan yang

perlu dikembangkan oleh anak bangsa. Hal ini pula didukung oleh efisiensi

sel surya yang terus meningkat dan biaya produksinya yang semakin kecil [7].

Sel surya juga dikenal sebagai sel fotovoltaik, merupakan salah satu

pilihan energi terbarukan yang menjanjikan. Efek fotovoltaik dapat mengubah

energi matahari menjadi listrik. Fotovoltaik terdiri dari dua kata, photo yang

diturunkan dari bahasa Yunani untuk cahaya dan volt yang berhubungan

dengan listrik. Sehingga secara bahasa, fotovoltaik dapat diartikan cahaya-

4

listrik, yaitu proses perubahan cahaya (foton) menjadi listrik (voltase) disebut

efek fotovoltaik. Sebagaimana telah diketahui bahwa cahaya tampak maupun

yang tidak tampak memiliki dua buah sifat yaitu sebagai gelombang dan

sebagai partikel yang disebut sebagai foton. Penemuan ini pertama kali

diungkapkan oleh Einstein pada tahun 1905. Besarnya energi yang dipancarkan

oleh sebuah cahaya dan frekuensi foton satu gelombang dirumuskan pada

persamaan (2.1) :

E= h.c/λ (2.1)

Dengan h adalah tetapan planks (6.62x10-34

J.s) dan c adalah kecepatan cahaya

vakum ( 3x 10 -8

m/s). Persamaan (2.1) juga menunjukkan bahwa foton dapat

dilihat sebagai partikel energi atau sebagai gelombang dengan panjang

gelombang dan frekuensi tertentu [12].

II.2 DSSC ( Dye Sensitized Solar Cell)

II.2.1 Pengertian DSSC

Dye sensitized solar cell (DSSC) mulai dikembangkan Gratzel dan

O’Regan pada tahun 1991. DSSC adalah jenis sel surya baru yang mengubah

cahaya tampak menjadi listrik dengan menggunakan sistem fotoelektrokimia [4].

Pembuatan jenis sel surya tersensitisasi ini tergolong mudah dan tidak

membutuhkan biaya mahal. DSSC tersusun dari beberapa komponen antara

lain, semikonduktor oksida, lapisan dye (pewarna), counter electroda, dan

elektrolit. Dalam hal ini, pewarna memiliki peranan penting sebagai penyerap

cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik. Salah satu pewarna

penting yang diperkenalkan pada tahun 1991 untuk DSSC oleh O'Regan dan

Gratzel adalah pewarna Ruthenium [13]. Pada penelitian yang pernah

dilakukan, pewarna dari senyawa ruthenium kompleks dapat mencapai efisiensi

11-12 %. Namun, jumlah pewarna ruthenium kompleks terbatas dan harganya

cukup mahal [14].

5

II.2.2 Struktur DSSC

DSSC merupakan sel surya yang dapat mengkonversi energi foton

menjadi energi listrik. DSSC pada umumnya dibentuk dengan struktur

sandwich dimana terdapat empat bagian yaitu, Kaca jenis ITO (Indium Tin

Oxide), kaca jenis FTO (Fluarine Tin Oxide ) atau kaca jenis TCO

(Transparant Conductive Oxide) yang merupakan kaca transparan konduktif

yang berfungsi sebagai substrat, TiO2 sebagai bahan semikonduktor, dye alami

sebagai donor elektron,dan elektrolit sebagai transfer elektron [7]. Strukturnya

dapat dilihat pada Gambar (2.1) berikut :

Gambar 2.1 Struktur sandwich DSSC [7]

II.2.3 Prinsip Kerja DSSC

Operasi sel surya yang peka terhadap sinar matahari (DSSC) terinspirasi

dari interaksi tanaman dengan matahari melalui proses fotoelektrokimia dengan

penambahan pewarna alami dan sintetis [3].

Prinsip kerja DSSC didasarkan pada kinetika reaksi tansfer elektron yang

menyebabkan terjadi fotoelektrokimia di dalam DSSC. Elektroda kerja

merupakan lapisan tipis TiO2 pada subrat kaca transparan. Energi yang diterima

DSSC mengakibatkan tereksitasinya elektron dari pita valensi ke pita konduksi.

Karena adanya perbedaan tingkat energi dari pita konduksi semikonduktor TiO2

6

yang lebih rendah dibandingkan dengan orbital pada pita valensi dye , maka akan

menyebabkan tejadinya perpindahan elektron dari orbital pita valensi dye ke pita

konduksi dari semikonduktor dan selanjutnya menuju ke kaca konduktif yang

transparan [3].

Prinsip Kerja dari DSSC melalui tahapan-tahapan sebagai berikut [15]:

Gambar 2.2 Prinsip Kerja DSSC [4]

Tahapan pertama yaitu, ketika cahaya berupa foton mengenai sel DSSC,

energi dari foton tersebut akan diserap oleh ekstrak dye. Perbedaan tingkat energi

foton yang diserap bergantung pada dye yang digunakan. Penyerapan energi

foton menyebabkan elektron pada dye tereksitasi. Dengan ukuran semikonduktor

TiO2 nanopartikel mengakibatkan dye yang melekat pada saat proses pewarnaan.

Semakin banyak dye yang menempel akan menghasilkan fotoelektron yang

semakin banyak. Elektron tereksitasi tersebut kemudian diinjeksikan ke

pita konduksi TiO2 nanopartikel, sehingga TiO2 bertindak sebagai

semikonduktor tipe-n (seperti pada sel surya konvensional silikon tipe-n).

7

Tahapan kedua, fotoelektron yang di injeksikan bergerak sepanjang

nanopartikel menuju menuju ke pita konduksi paling atas (anoda). Dengan

lapisan TiO2 yang tipis (dalam ukuran ukuran mikro) elektron tereksitasi tidak

membutuhkan perjalanan yang jauh untuk sampai ke anoda. Setelah fotoelektron

mencapai anoda.

Tahapan ketiga, fotoelektron berpindah melalui rangkaian listrik dan

kelebihan energi tersebut diubah menjadi energi listrik oleh perangkat di

rangkaian (beban).

Tahapan terakhir, jumlah elektron yang mengalir melalui elektroda

pembanding atau katoda yaitu kaca konduktif yang telah dilapisi karbon

ditangkap oleh elektrolit yang berasal dari triiodida perdetiknya dibaca sebagai

arus dan energi yang dimiliki setiap elektron merupakan tegangan atau potensial

listrik. Dengan adanya triiodida dari larutan elektrolit akan memberikan elektron

untuk melengkapi melengkapi kekurangan elektron pada molekul dye sehingga

kembali pada keadaan semula. Dye tersebut siap untuk menyerap foton kembali

sehingga terbentuk suatu siklus transpor elektron yang berulang-ulang.

Kemudian dari siklus tersebut, akan terjadi konversi langsung dari energi

matahari menjadi energi listrik [16].

Pada dasarnya prinsip kerja DSSC merupakan reaksi transfer elektron,

meliputi [25]:

1. Proses eksitasi, dimana elektron pada molekul dye tereksitasi akibat

adanya absorpsi foton, elektron tereksitasi dari ground state (S) ke

excited state ( S*)

S + e-

S*

(2.2)

2. Elektron di excited state terinjeksi ke conduction band titanium

sehingga molekul dye teroksidasi (S*) dengan adanya donor elektrolit

(I-), maka akan kembali ke keadaan ground state dan mencegah

penangkapan kembali elektron yang teroksidasi .

2 S++3e

- I3

-+ 2S (2.3)

8

3. Elektron mengalir menuju elekroda kerja menuju elektroda pembanding

melalui rangkaian luar.

4. Adanya katalis pada elektroda pembanding, electron diterima elektrolit

sehingga hole terbentuk pada elektrolit (I3-), karena adanya donor

electron sebelumnya maka akan berekombinasi dengan elektron dan

menghasilkan (I-).

I3- + 2e

- 3I

- (2.4)

5. Iodide ini digunakan untuk donor elektron kepda dye, yang teroksidasi,

sehingga terbentuk suatu siklus transfer elektron, dengan siklus ini

terjadilah konversi cahaya matahari menjadi listrik.

II.2.4 Material DSSC

Konfigurasi khas DSSC terdiri dari dua kaca transparan yang dilapisi

dengan ITO (Indium Tin Oxide) untuk memberi konduktivitas pada kaca. Bahan

semikonduktor yang merupakan TiO2 (Titanium Dioxide), iodida/triiodida (I-/I

3-)

dan counter electroda. Parameter utama dalam DSSC adalah pewarna itu sendiri.

Pewarna harus memenuhi persyaratan seperti memiliki penyerapan yang intensif

dalam spektrum cahaya tampak. Selain itu, pewarna harus memiliki getaran

peregangan = O atau OH untuk membantu permukaan TiO2 dengan lokasi Ti(IV)

[17].

II.2.4.1 Subrat (Kaca ITO)

Substrat yang umum digunakan pada DSSC yaitu jenis TCO (Transparent

Conductive Oxide), merupakan kaca transparan konduktif yang dapat

mengalirkan muatan. Material substrat itu sendiri berfungsi sebagai badan dari

sel surya dan film konduktifnya berfungsi sebagai media transpor muatan

(elektron). Materi yang umumnya digunakan yaitu Flourine-doped Tin Oxide

(FTO) dan Indium Tin Oxide (ITO). Hal ini dikarenakan dalam proses

sintering layer oksida pada substrat di suhu 400oC - 500

oC, material-material

9

tersebut memiliki konduktifitas yang baik dan tidak mengalami defect atau

cacat pada rentang temperatur tersebut [12].

II.2.4.2 Semikonduktor TiO2

TiO2 adalah bahan yang murah, tidak beracun dan foto stabil, yang memiliki

sifat optik dan fotokatalitik yang baik untuk berbagai aplikasi termasuk optik,

mikroelektronika, dan fotokatalisis. Diketahui bahwa celah pita TiO2 sekitar 3,2

eV dan memiliki tiga struktur. Pada DSSC, photoanoda (elektroda TiO2) dibuat

dengan melapisi lapisan tipis sensitizer ke lapisan TiO2 nanopori. Pendekatan ini

membiarkan pewarna untuk memperpanjang rentang sensitivitas spektral

fotoelektroda, yang memungkinkan pengumpulan energi foton lebih rendah.

Karena perannya dalam sistem ini, banyak upaya telah dilakukan untuk

pengembangan dan peningkatan senyawa baru pewarna organik [18].

TiO2 adalah salah satu semikonduktor oksida yang dianggap paling baik

efisiensinya di antara semikonduktor lainnya. Secara umum, struktur kristal

TiO2 dibagi menjadi tiga fase yaitu rutile, anatase, dan brookite [14]. Tipe yang

sering digunakan adalah tipe anatase dan rutile, karena memegang peranan

penting dalam fotokatalitik. Anatase diketahui sebagai fase Kristal titania yang

paling bersifat fotoaktif. Secara termodinamik anatase kurang stabil dibandingkan

dengan rutile, tetapi pembentukannya terjadi pada temperatur yang lebih rendah.

Aktivitas fotokatalitik TiO2 tergantung pada sifat fase anatase, yang di pengaruhi

luas permukaan dan ukuran partikel. Rutile memiliki struktur Kristal mirip dengan

anatase. Struktur rutile dan anatase berupa rantai oktahedral. Anatase bersifat

metastabil dan akan berubah menjadi rutile pada suhu 915oC [16].

II.2.4.3 Dye

Dye pada DSSC merupakan sensitizer yang mempunyai fungsi penting

sebagai penangkap foton. Dye yang digunakan terdiri dari 2 jenis, selain

menggunakan pewarna alami juga dapat menggukan pewarna sistesis. Pigmen

biologis atau pigmen protein kompleks memiliki beberapa keunggulan

10

dibandingkan dengan pewarna berbasis pewarna sintesis ruthenium. Kelebihan

pewarna alami yaitu memiliki kesederhanaan, biaya rendah, ramah lingkungan

dan memiliki kemampuan manufaktur [19]. Pewarna alami yang digunakan

sebagai sensitizer pada DSSC tergolong ramah lingkungan, pembuatannya

pun mudah dan murah meskipun lifetime-nya rendah. Beberapa bahan alami

yang telah dimanfaatkan sebagai pewarna antara lain kulit manggis, Rhoeo

spathacea, buah delima, lobak merah (red turnip) dengan efisiensi berturut-

turut mencapai 1,17%, 1,49%, 1,50%, dan 1,70% [14].

Sensitizer digunakan untuk menyerap cahaya dan elektrolit mengandung

iodida/triiodida redox-couple untuk menyediakan elektron untuk regenerasi

sensitizer teroksidasi [20]. Pendekatan sensitisasi memungkinkan pembangkitan

listrik dengan irradiasi energi lebih rendah dari pada bandgap semikonduktor

yang menyerap molekul pewarna ringan yang terabsorsi [21]. DSSC

menggunakan rutenium (II) kompleksitas polifirinat kompleks dari selubung celah

pita lebar namun karena susah dalam sensitisasi, ruthenium kompleks juga

mengandung logam berat dan menghasilkan pencemaran lingkungan. Jadi,

pewarna alami digunakan sebagai sensitizer, karena harganya murah, tidak

bersifat karsinogenik, tidak beracun dan tidak terkait dengan masalah

pembuangan. Pewarna alami juga melimpah, mudah diekstraksi dan bahannya

aman. Pigmen yang sering digunakan sebagai dye yaitu pigmen yang mengandung

antosianin. Antosianin adalah pigmen yang terkandung dalam Blueberry yang

memanfaatkan sensitisasi wide band gap semikonduktor. Beberapa warna seperti

ungu-merah menunjukkan bahwa antosianin memberi warna pada bunga, buah

dan daun tanaman. Pigmen antosianin mempunyai Kelompok karbonil dan

hidroksil yang kan terikat pada permukaan TiO2 dan mengalirkan transfer elektron

dari sensitizer ke pita konduksi permukaan TiO2 [17]. Dapat dilihat Kelompok

karbonil dan hidroksil akan terikat pada permukaan TiO2 (Gambar 2.3).

Antosianin dari berbagai tanaman juga memberikan kinerja sensitisasi yang

berbeda. Selain itu, dengan menggunakan pewarna yang memiliki pita serapan

11

yang luas, sel surya mampu memanen sebagian besar sinar matahari dan

pengaruhnya memiliki faktor pengisian yang baik.

Gambar 2.3 Struktur Pigmen Antosianin [17]

Senyawa antosianin memiliki gugus karbonil dan hidroksil pada struktur

molekulnya, sehingga mampu membuat berikatan kimia dengan permukaan TiO2

[16]. Antosianin penyebab warna merah, orange, ungu dan biru banyak

terdapat pada bunga dan buah-buahan seperti bunga mawar, pacar air,

kembang sepatu, anggur, strawberi, juga terdapat pada buah manggis dan

umbi ubi jalar [7]. Bunga kenikir mempunyai warna kuning yang berasal dari

pigmen karotenoid dan flavonoid. Flavonoid merupakan pigmen yang yang

termasuk ke dalam antosianin [22].

II.2.4.4 Elekrtolit

Elektrolit pada DSSC berfungsi sebagai penghasil reaksi redoks dalam

sistem fotoelektrokimia. Fungsi elektrolit dalam DSSC adalah untuk

menggantikan kehilangan elektron pada pita valensi dari dye akibat eksitasi

elektron dari pita valensi ke pita konduksi karena penyerapan cahaya tampak oleh

dye. Elektrolit juga dapat menerima elektron pada sisi counter electrode.

Elektrolit yang sering digunakan pada DSSC terdiri dari pasangan iodine (I-)

dan triiodida (I3-

) sebagai redoks dalam pelarut. Pelarut lain yang dapat digunakan

dalam larutan elektrolit yaitu Polyethylene Glycol (PEG). PEG dapat menembus

ke dalam serapan dye TiO2 baik untuk perbandingan ukuran partikel yang kecil

maupun pada diameter pori skala nano dan dapat menjaga kestabilan kerja. PEG

termasuk dalam golongan alkohol dengan dua buah gugus –OH yang berulang

dan termasuk bahan yang dapat larut dalam air. PEG bisa berbentuk padatan

12

maupun cairan kental (gel), tergantung pada komposisi dan berat molekulnya

[16].

II.2.4.5 Counter Elektroda

Counter elektrode digunakan sebagai katalis dalam DSSC. Katalis yang

umum digunakan yaitu platina dan karbon. Dimana karbon mempunyai luas

permukaan yang relatif luas sehingga keaktifannya dalam reduksi triiodida

dapat menyerupai platina. Penggunaan jenis elektroda memiliki kelebihannya

masing-masing [16]. Penggunaan katalis dibutuhkan untuk mempercepat proses

reaksi reduksi triiodida pada TCO. Umumnya digunakan platina sebagai katalis

dalam berbagai aplikasi dikarenakan efisiensi katalitiknya yang tinggi. Namun,

platina merupakan material yang mahal. Sebagai alternatif, Kay dan Grätzel

mengembangkan desain DSSC menggunakan counter electrode karbon [23].

II.3 Karakteristik dan Parameter Pengukuran

II.3.1 Spektrofotometer UV-Vis

Spektrofotometer UV-Vis merupakan suatu metode identifikasi yang

didasarkan pada struktur elektronik molekul yang dikenal sebagai spektroskopi

elektronik. UV-Visible disebut juga spektrofotometri sinar tampak yaitu sinar

yang dapat dilihat oleh mata manusia. Cahaya yang dapat dilihat oleh mata

manusia adalah cahaya dengan panjang gelombang 300-800 nm dan memiliki

energi sebesar 299– 149 kJ/mol [24]. Cahaya yang diserap oleh suatu zat

berbeda dengan cahaya yang ditangkap oleh mata manusia. Cahaya yang

tampak atau cahaya yang dilihat dalam kehidupan sehari-hari disebut warna

komplementer [7]. Spektrofotometri merupakan salah satu metode dalam kimia

analisis yang digunakan untuk menentukan komposisi suatu sampel baik

secara kuantitatif dan kualitatif yang didasarkan pada interaksi antara materi

dengan cahaya. Peralatan yang digunakan dalam spektrofotometri disebut

Spektrofotometer. Cahaya yang dimaksud dapat berupa cahaya visibel, UV

dan inframerah, sedangkan materi dapat berupa atom dan molekul namun

yang lebih berperan adalah elektron valensi. Secara sederhana instrumen

13

spektrofotometri yang disebut spektrofotometer terdiri dari sumber cahaya –

monokromator – sel sampel – detektor – read out (pembaca). Dapat dilihat pada

Gambar 2.4 .

Gambar 2.4 Skema Kerja Spektrofotometer UV-Vis [7]

Adapun panjang gelombang pada sinar tampak dapat di lihat pada tabel

berikut :

Tabel 2.1 Warna yang diserap dan warna komplementer [7]

Panjang

Gelombang (nm)

Warna yang Diserap Warna Komplementer

(Warna yang terlihat)

400-435 Ungu Hijau Kekuningan

435-480 Biru Kuning

480-490 Biru Kehijauan Jingga

490-500 Hijau Kebiruan Merah

500-560 Hijau Ungu Kemerahan

560-580 Hijau Kekuningan Ungu

580-595 Kuning Biru

595-610 Jingga Biru Kehijauan

610-800 Merah Hijau kebiruan

14

II.3.2 XRD

XRD (X-Ray Difraction) merupakan alat karakterisasi yang dapat

menghasilkan sinar-x dan digunakan untuk mengidentifikasi struktur kristal,

sistem kristal, dan menentuhkan kualitas kristal, menentuhkan cacat kristal,

mencari parameter kristal, analisis kimia dan ukuran kristal. Sinar-X dihasilkan

dari sepasang elektroda yang terdapat didalam tabung sinar-X. Elektron dihasilkan

dari pemanasan elektroda bertegangan rendah (katoda) yang terbuat dari filamen

tungsten. Elektron dipercepat dengan kecepatan yang sangat tinggi ke arah

anodah. Elektron-elektron kehilangan energi karena terjadi tumbukan dengan

anodah, dan menghasilkan sinar-X dalam jumlah kecil (kurang dari 1%) dimana

yang lainnya terhambur menjad panas [15]. Pengujian X-Ray Diffraction (XRD)

dilakukan untuk mengetahui tingkat kristalinitas, ukuran partikel, persentase

fasa dari suatu bahan yang disini adalah TiO2 dengan fasa anatase dan rutile

[14].

II.3.3 FTIR

Pengujian Fourier Transform Infra Red (FTIR) pada pewarna dilakukan

untuk mengetahui ikatan kimia yang terdapat pada pewarna alami. Selain

itu, FTIR juga dapat digunakan untuk mengetahui fase TiO2, pada fase

anatase atau rutile [14].

II.3.4 Parameter Pengukuran

Parameter yang akan diukur untuk mengetahui efisiensi dari DSSC adalah

arus dan tegangan, dimana arus dan tegangan dapat ditampilkan melalui Kurva

untuk memudahkan dalam pengukuran. Nilai kuat arus diperoleh dengan

melakukan pendekatan menggunakan persamaan (2.4) berikut [25]:

(2.5)

Dimana: I = Arus Listrik (Ampere)

V= Tegangan Listrik (Volt)

R= Hambatan (Ohm )

15

Untuk menghitung efisiensi, digunakan persaman berikut [26]:

(2.6)

Dimana: Efisiensi (%)

P =Daya (Watt/m2)

i = Intensitas Cahaya (Lux)

A = Luas Permukan (cm2)

16

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini di laksanakan pada bulan Februari sampai April 2018 di

laboratorium Fisika Material, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

III.2 Alat dan Bahan

Metode yang akan digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen

dengan karakterisasi dan fabrikasi DSSC, yang di mulai dengan persiapan alat dan

bahan sebagai berikut :

III.2.1 Alat

Adapun alat yang diperlukan sebagai berikut :

1. Multimeter

2. Gelas Kimia

3. Mortar Alu

4. Cawan Petri

5. Spatula

6. Kertas saring Wattman No.42

7. Aluminium foil

8. Pipet tetes

9. Furnace

10. Pencil Grafit 7B

11. Lampu Halogen

12. Kabel Penjepit

13. Ultrasonic cleaner

14. Spektrofotometer UV-Vis

15. XRD

16. FTIR

17

17. Kaca ITO (Indium Tin Oxide )

18. Papan Rangkaian

19. SpinCoater

20. Resistor

21. Magnetic Stirrer

III.2.2 Bahan

1. TiO2

2. Karbon (Pencil 7B)

3. Bunga Kenikir

4. Bunga Zinnia

5. Larutan KI

6. Iodine (I2)

7. Polyethylene Glycol (PEG)

8. Aquades

9. Ethanol

10. Asam Sitrat

11. Lilin

12. Alkohol 90%

III.3 Prosedur Kerja

Adapun alur penelitian yang dilakukan sebagai berikut :

a) Persiapan Sample

Persiapan Sample meliputi persiapan alat dan bahan yang akan digunakan dan

pembersihan alat-alat untuk ekstraksi dan pembuatan pasta TiO2.

b) Ekstraksi Dye

1) Bunga kenikir dan Bunga Zinnia dikeringkan selama 4 hari, lalu

dihaluskan menggunakan blender, masing-masing sebanyak 7,5 gram

2) Mencampurkan pelarut Etanol 10 ml, Aquades 8 ml , dan 2 ml asam sitrat

untuk 5 gram dari masing-masing dye, dan juga untuk dye campuran

18

digunakan komposisi pelarut yang sama dengan Ekstrak Bubuk bunga

Zinnia 2,5 gram dan Bunga kenikir 2,5 gram.

3) Bubuk dye diaduk kemudian dicampur dengan campuran pelarut pada No.2

4) Mengaduk dengan stirrer hotplate pada suhu 300 dengan kecepatan 4 rpm,

selama 30 menit (Ditutup dengan aluminium foil), kemudian di diamkan

selama 24 jam (Proses Maserasi), setelah di maserasi selama 24 jam, dye

kemudian di saring menggunakan kertas saring whatman No. 42

5) Hasil dari saringan ditutup dengan aluminium foil agar tidak terjadi

evaporasi.

6) Dye kemudian diuji dengan UV-Vis spektrofotometer untuk mengetahui

kemampuan absorbansi dan panjang gelombang yang bisa di hasilkan.

c) Pembuatan Pasta TiO2

Sebelum pembuatan pasta TiO2, dilakukan karakterisasi bubuk TiO2

menggunakan FTIR. Setelah itu, 1 gram TiO2 digerus dan dimasukkan ke

dalam gelas kimia. Selanjutnya, ditambahkan 8 ml ethanol dan diaduk dengan

magnetic stirrer selama 30 menit.

d) Deposisi pasta TiO2 dengan metode spin coating

Untuk menentukan bagian yang bersifat konduktif kaca ITO digunakan

multimeter, kemudian memberi masing-masing pembatas dengan scoth tape,

panjang sisi membentuk persegi dengan luas area kerja 4 cm2. Selanjutnya,

kaca konduktif ditetesi dengan TiO2 sampai merata di seluruh permukaan

kaca. Setelah merata, kaca diletakkan pada alat spin coating dan diputar

dengan kecepatan 3000 rpm. Pembuatan lapisan tipis dilakukan dengan 4 kali

pelapisan setiap 15 detik pelapisan agar hasilnya merata pada kaca konduktif,

setelah itu disintering pada suhu 450oC selama 10 menit. Setelah dilakukan

sintering, sample dikarakterisasi dengan menggunakan XRD difraksi pada

keadaan sebelum perendaman pada dye.

19

e) Absorbsi Dye Pada Lapisan TiO2

Sampel yang telah dilapisi dengan TiO2 direndam dalam dye selama 48 jam

dan 66 jam. Kemudian dikeringkan dan dilakukan uji karakterisasi XRD.

f) Pembuatan Elektrolit

Untuk pembuatan elektrolit 0,8 gram Pottasium Iodide (KI) dilarutkan ke

dalam 10 ml Polyethylene Glycol (PEG) dan diaduk. Kemudian,

ditambahkan 0,127 gr Iodine (I2) yang telah digerus dengan mortar hingga

menjadi bubuk. Selanjutnya dicampurkan kedalam campuran dan diaduk

selama 10 menit.

g) Pembuatan Counter Electroda Karbon

Untuk menentukan sisi konduktif kaca ITO digunakan multimeter. Kemudian,

sisi konduktif kaca ITO dilapisi dengan grafit pensil 7B dengan cara

diarsir pada luas area kerja 4 cm2, kemudian diasapi dengan menggunakan Lilin

setelah diasapi, selanjutnya disintering dengan suhu 450oC selama 10 menit.

h) Pembuatan Sandwich

Kaca ditetesi dengan larutan elektrolit sampai menutupi TiO2. Kemudian

counter electroda yaitu kaca ITO yang dilapisi grafit dan kedua sisinya

dijepit dengan paper clip untuk menyatukan dua elektroda. Digunakan

penjepit buaya pada tepi elektroda lawan dan elektroda kerja sebagai kontak

pada sel . Dengan ilustrasi gambar seperti Gambar 3.1 berikut :

Gambar 3.1 Ilustrasi sandwich DSSC

20

i) Pengujian arus dan tegangan DSSC

Untuk performansi sel surya dapat dilihat melalui pengukuran arus terhadap

variasi tegangan. Rangkaian pengukuran tegangan pada konstruksi sel surya

dilakukan menggunakan rangkaian tanpa hambatan dan dengan hambatan(20

kΩ, 30 kΩ, 47kΩ, 56 kΩ, 68 kΩ, 100 kΩ, 200 kΩ, 300 kΩ, 470 kΩ, dan 560

kΩ) . Pengukuran dilakukan dengan penyinaran cahaya matahari dan dengan

lampu halogen. Skema pengujian ditunjukkan pada Gambar 3.2 :

Gambar 3.2 Skema pengujian tegangan pada DSSC

Sedangkan untuk arus yang dihasilkan dihitung menggunakan pendekatan hukum

Ohm, yaitu :

(3.1)

Keterangan : I = Arus Listrik (Ampere)

V= Tegangan Listrik (Volt)

R= Hambatan (Ohm )

j) Menghitung efisiensi DSSC

Untuk menentuhkan efisiensi DSSC digunakan persamaan (2.6) berdasarkan data

eksperimen yang telah diperoleh.

k) Karakterisasi dan pengujian dan pengukuran dye dan TiO2

Dalam penelitian ini, karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD), FTIR (Fourier

Transform Infra Red ), dan UV-Vis Spectrophotometer digunakan untuk

mengamati struktur kristal sample, kata kimia, dan menentuhkan nilai

absorbansi.

21

Pengujian Karakterisasi struktur Kristal dan XRD menggunakan spectrum yang

dari spektrum ini akan menghasilkan nilai ukuran butir TiO2 dengan

menggunakan Debye scherrer berikut [27,28] :

( ) (3.3)

Dimana: D = Ukuran Kristal bahan(nm)

k = Konstanta untuk TiO2(0,89)

= Panjang Gelombang Sinar-X (0,154 nm)

= Lebar bukit (Kurva) (radian)

= Sudut difraksi (radian)

Selain metode persamaan Debye Scherrer, untuk menghitung ukuran Kristal juga

dapat digunakan metode Williamson Hall Plot-Method Unifor Deformation

Method (UDM), dengan persamaan (3.4) sebagai berikut [29]:

(

) ( ) (3.4)

Dimana: = Sudut difraksi

D = Ukuran Kristal bahan(nm)

k = Konstanta untuk TiO2(0,89)

= Panjang Gelombang Sinar-X (0,154 nm)

= lebar bukit (kurva)(radian)

22

Adapun bagan alur penelitian yang dilakukan sebagai berikut :

Gambar 3.3 Bagan Alir Penelitian

Perbersihan Kaca ITO

Persiapan Alat dan Bahan

Ekstraksi Dye

Uji Karakteristik Gugus Fungsi Bubuk Dye oleh FTIR

dan Uji Absorbansi Larutan Dye dengan UV-Vis

Deposisi Lapisan TiO2 (Metode

Spin Coating)

Pembuatan Pasta TiO2

Perendaman Lapisan TiO2 dalam Dye

Uji Karakteristik Absorbansi Dye dengan XRD

Pembuatan Karbon

Pembuatan Elektrolit

Fabrikasi DSSC (Struktur Sandwich)

Diaduk selama 60 menit

Pengujian Karakteristik I-V

Sintering 450oC,

10 menit

Maserasi (24 jam)

Analisa

Mulai

Uji Karakteristik Lapisan TiO2 dengan XRD

2 kali 15 menit

Sintering 450oC ,

10 menit

48 jam

Diaduk selama 10 menit

66 jam

23

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.I. Hasil Pengujian XRD

Hasil Karakterisasi kaca ITO yang sudah terdeposisi pasta TiO2 .

Gambar 4.1 Spektrum Difraksi Sinar-X (a) TiO2–Bunga Kenikir-Bunga Zinnia (b)

TiO2–Bunga Zinnia(c) TiO2–Bunga Kenikir (d) TiO2

Pada Gambar 4.1 (d) merupakan hasil pengujian XRD TiO2 fase anatase.

Gambar tersebut menunjukan puncak-puncak karakteristik TiO2 yang membentuk

24

fase anatase yaitu pada sudut 2 26.38 ; 38.88 ; 49 ; 54.84 ; 56 ; 63.62 ; 69.64 ;

71.14 ; 75.9 dengan intensitas tertinggi pada sudut 75,9 (jcpds no. 21-1272).

Hasil XRD juga dapat digunakan untuk menghitung komposisi masing-

masing fase serta ukuran kristalnya dengan menggunakan persamaan (3.3) dan

persamaan (3.4). Ukuran Kristal TiO2 sebesar 37,99 nm menggunakan persamaan

Debye Scherrer dan 30,10 nm menggunakan metode UDM.

Pada Gambar 4.1 (a), (b), (c), dan (d) menunjukkan bahwa adanya serapan

dye pada molekul TiO2. Hal ini dapat dilihat adanya peningkatan intensitas pada

TiO2 yang sudah di rendam pada dye. Untuk melihat perbedaan intensitas TiO2

sebelum dan sesudah di rendam pada dye dapat dilihat pada Tabel 4.1:

Tabel 4.1. Intensitas puncak TiO2 dan Dye

(hkl)

Intensitas

TiO2 TiO2+Bunga

Keikir

TiO2+Bunga

Zinnia

TiO2+Bunga

Kenikir+Bunga Zinnia

001 208 3576 4022 3568

004 120 910 1004 934

020 224 1268 1404 1388

015 194 870 902 962

121 202 898 916 908

024 246 850 864 886

116 148 470 486 498

220 156 484 528 528

125 260 658 678 688

Ukuran kristal TiO2 pada keadaan sebelum perendaman dan setelah perendaman

pada masing-masing dye dapat dilihat pada tabel (Lampiran 1). Dengan

menggunakan 2 metode yaitu Persamaan debye scherrer dan metode UDM.

25

Titik sebaran puncak difraksi, masing- masing sample berdasarkan data XRD

menggunakan Metode UDM, dapat di lihat pada Gambar 4.2 :

(a) (b)

(c ) (d)

Gambar 4.2 (a) Puncak sebaran TiO2 (b)Puncak sebaran TiO2 + Bunga Kenikir

(c) Puncak sebaran TiO2 + Bunga Kenikir (d) Puncak sebaran TiO2 + Bunga

Kenikir+ Bunga Zinnia

Dari titik sebaran tersebut dapat diperoleh nilai intercept dan slope , yang

kemudian di masukkan ke dalam persamaan (3.4) untuk mengetahui ukuran

Kristal dan strain seperti yang dihasilkan pada tabel (Lampiran 1).

26

IV.2 Hasil Pengujian UV-Vis

Karakteristik UV-Vis digunakan untuk melihat rentang panjang gelombang

absorbsi oleh dye sebagai sensitizer pada DSSC, yang akan dikarakterisasi adalah hasil

ekstraksi dari bunga kenikir dan bunga zinnia dalam bentuk larutan.

Gambar 4.3 Spektrum UV-Vis (Hitam) Bunga Zinnia,(Merah)Bunga Kenikir, (Biru)

Bunga Zinnia-Bunga kenikir

Pada Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa ada 3 garis yang warnanya

menunjukkan bahwa setiap garis mewakili masing-masing dye. Pada garis

berwarna hitam; merah; biru masing-masing garis mewakili ekstrak dye dari

bunga Zinnia, bunga kenikir dan ekstrak dye bunga kenikir dan zinnia, dengan

penggunaan rentang gelombang UV-Vis 300 nm - 800 nm. Ekstrak dye dari

bunga kenikir (Merah) memiliki puncak absorbansi pada panjang gelombang 328

nm yaitu 1,339. Pada ekstrak dye dari bunga Zinnia (Hitam) memiliki absorbansi

0,372 , pada panjang gelombang 331 nm. Ekstrak dye dari campuran bunga

kenikir dan bunga zinnia memiliki absorbansi sebesar 0,753 pada panjang

gelombang 327 nm dimana pada rentang panjang gelombang 300-400 nm

27

mengadung senyawa flavonoid jenis flavonol, benzopyrilyum dan 2-phenyl yang

merupakan bagian dari senyawa yang termasuk kedalam kelompok antosianin [30].

Pada penelitian ini, nilai absorbansi bahan yang didapatkan hanya berada

pada panjang gelombang 327 nm, 328 nm, dan 331 nm untuk absorbansi >0,3

kemungkinan di akibatkan oleh kurangnya konsentrasi bahan yang digunakan

akibat dilakukannya pengenceran sebesar 45x.

IV.I..3. Hasil Penguujian FTIR

Karakterisasi FTIR digunakan untuk melihat ikatan kimia yang terdapat

pada TiO2 dan dye yang digunakan. Pada karakterisasi ini, yang akan

dikarakterisasi adalah bubuk dari masing-masing dye dan juga bubuk TiO2.

Gambar 4.4 . Spektrum UV-Vis (Hitam) Bunga Zinnia,(Merah)Bunga Kenikir, (Biru)

Bunga Zinnia-Bunga kenikir

Hasil pengujiannya FTIR TiO2 ditunjukkan pada Gambar 4.4 (Bagian

Bawah). Dari hasil pengujian tersebut, digunakan spektrum dengan rentang 500 -

4000 cm-1

. Dari grafik di atas dapat dilihat bahwa pada bubuk TiO2 terdapat

ikatan senyawa TiO2, alkena ,alkana, dan hidroksil. Pada bilangan gelombang

501-671 cm-1

terdapat ikatan O-Ti-O, pada panjang bilangan gelombang 1514

cm-1

-1541 cm-1

terdapat ikatan C=C jenis senyawa cincin aromatik. Pada

28

bilangan gelombang 2926 cm-1

terdapat ikatan kimia C-H dengan intensitas

rendah, dan pada bilangan gelombang 3419 cm-1

menunjukkan adanya ikatan O-

H. Terdapat ikatan C=C pada bubuk TiO2 yang digunakan di karenakan bubuk

yang di gunakan memiliki konsentrasi 96%, tidak berada pada kemurnian yang

tinggi. Pada bubuk bunga kenikir terdapat ikatan alkena, karbonil, amida, alkana,

alkena, hidroksil. Pada bilangan gelombang 763,81 cm-1

; 1026,13-1099,43 cm-1

;

1251,80 cm-1

; 1444,68 cm-1

; 1612,49 cm-1

cm-1

-1943,35 cm-1

; 1732,08 cm-1

;

2852,72 cm-1

- 2922,16 cm-1

; 3388,93 cm-1

terdapat ikatan C-H,C-O, C-N, C-H,

C=C, C=O, C-H, O-H.

Pada bubuk zinnia terdapat ikatan alkena, karbonil, amida, alkana,

alkena, hidroksil. Terdapat ikatan C-H pada bilangan gelombang 763,81 cm-1

,

pada bilangan gelombang 1026,13- 1099,43 cm-1

terdapat ikatan C-O, pada

bilangan gelombang 1242,16 cm-1

terdapat ikatan C-N, pada bilangan gelombang

1423,47 cm-1

terdapat ikatan C-H, pada bilangan gelombang 1651,07 cm-1

terdapat ikatan C=C, pada bilangan gelombang 1739,79 cm-1

terdapat ikatan

C=O, pada bilangan gelombang 2854,65-2924,09 cm-1

terdapat ikatan C-H, dan

pada bilangan gelombang 3412,08 cm-1

terdapat ikatan O-H.

Antosianin yang terbentuk secara alami mempunyai group hydroxyl (-

OH) dan karboksil (C=O). Spektrum yang di hasilkan berupa grafik

menunjukkan presentasi transmitan yang bervariasi pada setiap frekuensi radiasi

inframerah. Satuan frekuensi yang digunakan pada garis horizontal (aksis)

dinyatahkan dalam bilangan gelombang yang didefenisikan sebagai banyaknya

gelombang dalam setiap satuan panjang [31]. Berdasarkan hasil spektrum FTIR

tersebut dapat disimpulkan bahwa senyawa yang telah diekstrak mengandung

antosianin, dan dapat disimpulkan bahwa unsur-unsur akan berikatan dengan

TiO2 sehingga dapat disimpulkan bahwa bubuk dye dapat digunakan sebagai zat

pemberi warna atau sensitizer pada DSSC.

29

Pengujian DSSC dilakukan di pelataran MIPA Universitas Hasanuddin ,

menggunakan cahaya matahari sebagai sumber cahaya. Pengujian tegangan

dilakukan dengan membuat rangkaian terbuka seperti pada Gambar 3.1 , terdiri

dari resistor, multimeter, dan sel surya pada papan rangkaian. Pada pengukuran ini

dilakukan pengamatan perubahan nilai tegangan menggunakan meultimeter pada

setiap variasi resistor yang digunakan. Adapun hasil pengukuran dapat dilihat

pada Tabel 4.2 :

Tabel 4.2 Pengujian Arus –Tegangan DSSC

Dye/

Perendaman

Resistor

(k ) Intensitas

(W/cm2)

Arus

( A)

Tegangan

(V)

Daya

( W)

Efisiensi

(%)

Bunga Zinnia

66 jam

20 0,0148 23, 95. 0,479 11,47 0,0193

Bunga Zinnia 48

Jam

100 0,0178 1,97 0,197 0,3880 0,0005

Bunga Kenikir

66 jam

68 0,0142 6,279

0,427 2,681 0,0047

Bunga Kenikir

48 jam

100 0,0179 3,48 0,348 1,211 0,0017

Bunga Kenikir-

Zinnia 66 jam

68 0,0167 6,25 0,425 2,656 0,0040

Bunga Kenikir-

Zinnia 48 jam

100 0,0178 1,97 0,197 0,3880 0,0005

Pada pengukuran ini, multimeter hanya dapat mengukur besar tegangan

yang dihasilkan DSSC , sedangakan untuk pengukuran arus listrik multimeter

yang digunakan tidak dapat menampilkan hasil pengukuran, karena arus yang

dihasilkan oleh DSSC sangat kecil. Dimana skala terkecil pada multimeter yang

digunakan dalam penelitian ini adalah mA sedangkan arus yang dihasilkan oleh

DSSC ada pada kisaran . Jadi untuk mendapatkan nilai arus, maka kami

menggunakan pendekatan Hukum Ohm seperti pada persamaan 2.5. Selanjutnya

dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai Pmax yang merupakan daya

maksimum yang dihasilkan DSSC. Untuk mengitung efisiensi DSSC. Pada Tabel

4.2 dapat dilihat bahwa Pmax yang dihasilkan oleh DSSC dengan dye bunga zinnia

perendaman 48 jam adalah 0,388 W, sedangkan pada perendaman 66 jam

30

IV.4. Pengujian performansi DSSC

diperoleh Pmax 0,1147 W. Pada DSSC dengan dye bunga kenikir diperoleh Pmax

pada perendaman 48 jam adalah 1,211 W, sedangakan pada perendaman 66 jam

diperoleh Pmax 2,681 W. Pada DSSC dari dye campuran bunga Zinnia dan bunga

kenikir diperoleh Pmax dari hasil perhitungan pada perendaman 48 jam adalah

0,38809 W, sedangkan pada perendaman 66 jam diperoleh Pmax 2,6265 W.

Untuk mengetahui efisiensi konversi dari DSSC, maka digunakan

persamaan 2.6. Dengan menggunakan persamaan tersebut maka dapat diketahui

bahwa nilai efisiensi dari DSSC yang menggunakan bunga Zinnia, bunga Kenikir

dan campuran bunga kenikir-bunga Zinnia sebagai dye pada perendaman 48 jam

masing-masing sebesar ; ; dan

; ; pada perendaman 66 jam. Dari

hasil perhitungan yang didapatkan maka diketahui bahwa efisiensi dari DSSC

yang menggunakan bunga Zinnia sebagai dye lebih baik dari pada efisiensi DSSC

yang menggunakan bunga kenikir dan DSSC yang menggunakan campuran dye

dari bunga kenikir dan bunga zinnia. Dari hasil perhitungan efisiensi yang

didapatkan dapat disimpulkan bahwa perendaman juga berpengaruh terhadap

efisiensi dimana efisiensi lebih besar pada perendaman 66 jam di bandingkan

dengan perendaman 48 jam untuk tiap-tiap dye yang digunakan.

31

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil dari pengujian dan pembahasan yang telah diuraikan

pada bab sebelumnya, maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Telah berhasil dilakukan pembuatan prototype DSSC yang menggunakan

bunga Kenikir (Cosmos Caudatus L.), dan bunga Kertas Zinnia (Zinnia

Peruviana).

2. Karakterisasi sifat fisis bahan DSSC yang dilakukan menggunakan XRD

menunjukkan bahwa bahan yang digunakan memiliki bentuk Kristal yang

berada pada fase anatase, serta adanya serapan yang baik pada TiO2 setelah

dilakukan perendaman pada dye. Karakteristik sifat kimia bahan dasar

menggunakan FTIR menunjukkan bahwa adanya kandungan senyawa

antosianin pada bubuk bunga kenikir dan bubuk bunga zinnia. Pada

karakteristik menggunakan UV-Vis didapatkan bahwa terjadi penyerapan

gelombang cahaya diatas 0,3 pada daerah panjang gelombang (327 nm, 328

nm dan 331 nm).

3. Dari Perhitungan nilai efisiensi DSSC yang menggunakan dye bunga Zinnia ,

bunga kenikir, dan campuran bunga zinnia-kenikir, diperoleh efisiensi

masing-masing yaitu ; ; pada

perendaman 66 jam. DSSC yang menggunakan bunga Zinnia lebih baik dari

pada efisiensi DSSC yang menggunakan bunga kenikir dan DSSC yang

menggunakan campuran dye dari bunga kenikir dan bunga zinnia.

V.2 Saran

Penelitian ini dapat dikembangkan dengan menggunakan dye dari

tumbuhan mikro-alga yang mengandung banyak klorofil sehingga penyerapan

matahari lebih tinggi. Juga disarankan sebaiknya menggunakan alat ukur yang

dapat membaca arus dalam skala kecil.

BAB V

32

[2] Norasikin A.L.,et al.,“Review on the development of natural dye

photosensitizer for dye-sensitized solar cells”, Renewable and

Sustainable Energy Reviews, Vol.31,No.1:386–396, 2014.

[3] Abdul H.A., Assada M.A.,Kamili A., Bilal R., Hussain A., “Application of

Icosahedral Phase Compound for Mesoporous Layer Material in Dye-

Sensitized Solar Cells”. Procedia Engineering , Vol. 182 No.3:612-624,

2017.

[4] Arini N.B.Z, Terauchi K., Matsutake D., Akira F., “The Basic Research on the

Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC)”. Journal of Clean Energy

Technologies, Vol.3, No.5:382-387,2015.

[5] Dahlan, D., Leng, T. S., & Aziz, H. “Dye Sensitized Solar Cells (DSSC)

dengan Sensitiser Dye Alami Daun Panda , Akar Kunyit dan Biji Beras

Merah (Black Rice)”. Jurnal Ilmu Fisika, Vol.8, No.1:1-8, 2016.

[6] Mücella O.K.¸ et al.,” Dye ingredients and energy conversion efficiency at

natural dye sensitized solar cells”, Optical Materials, Vol.66, No.1:552-

558, 2017.

[7] Rohmat S., “Ekstraksi Pewarna Bahan Antosianin Kulit Terong Ungu

Sebagai Pewarna Alami pada Sel Surya Dye Dye-Sensitized Solar Cell

(DSSC)”. Majalah Online Politeknosains, Vol. 11, No. 2:74-83, 2013.

[8] Ginajar H.A.S., Made R.S.S., dkk, “Pengaruhb lama Perendaman TiO2 Dalam

Larutan Ekstrak Antosianin Koll Merah ( Brassica Oleracea Var)

Terhadap Kinerja Prototype Dye Sensitized Solar Cell (DSSC)”, Skripsi

Fisika, Universitas Kristen Satya Wacana:1-9, 2014.

[9] Annisa F., Amun A., dkk, “Pembuatan Prototype Dye Sensitized Solar Cells

(DSSC) Menggunakan Dye Ekstrak Buah Senduduk (Melastoma

33

[1] Mahmoud A.M. A., Bakar M.A., Norasikin A. et. al.“Dye-Sensitised Solar

Cells: Development, Structure, Operation Principles, Electron Kinetic’s,

Characterisation, Synthesis Materials And Natural Photosensitisers”.

Renewable and Sustainable Energy Reviews, Renewable and Sustainable

Energy Reviews, Vol. 65 :183-213, 2016.

DAFTAR PUSTAKA

Malabathricum) dengan Variasi Fraksi Pelarut dan Lama Perendaman

Coaating TiO2”, Jom FTEKNIK Vol.3,No.1:1-9, 2016.

[10] Tallapragada V.S.S.P., Sashanka , et al.,” Fabrication and Experimental

Investigation on Dye Sensitized Solar Cells Using Titanium Dioxide

Nano Particles”. 5th International Conference of Materials Processing

and Characterization, Vo.4: 3918-3925, 2017.

[11] Vitriany E., Gatut Y., “Fabrikasi DSSC dengan Dye Ekstrak Jahe Merah

(Zingiber Officinale Linn Var Rubrum) Variasi Larutan TiO2

Nanoparikel Berfase Anatase dengan Teknik Pelapisan spin Coating”,

Jurnal Sains dan Semi Pomits Vol.2 , No.1 :2337-3350, 2013.

[12] Wijayanti.S.,“Fabrikasi Prototype DSSC (Dye Sensitized Solar Cell)

Menggunakan Klorofil Bayam”, Skripsi, Fakultas Matematika Dan

Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 2010.

[13] Aakash U.B., Ali P., Sachin Y., Pratibha N.R.,“Spinach And Beetroot

Extracts As Sensitizers For Zno Based DSSC”. International Journal Of

Engineering Sciences and Management Research, Vol.2, No.5 :37-42,

2015.

[14] Sustia A., Doty Dewi D.R., dan Dyah S., “Fabrikasi Dye Sensitized Solar

Cell (DSSC) Berdasarkan Fraksi Volume TiO2 Anatase-Rutile dengan

Garcinia mangostana dan Rhoeo Spathacea sebagai Dye Fotosensitizer”,

Jurnal Teknik Pomits Vol. 2, No. 2: 1-6, 2013.

[15] Zahrok, Z. L., & Prajitno, G., “Ekstrak Buah Murbei (Morus) Sebagai

Sensitizer Alami Pada Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) Menggunakan

Substrat Kaca ITO Dengan Teknik Pelapisan Spin Coating”, Jurnal

Sains dan Seni ITS, Vol.4, No.1: 26-31. 2015.

[16] Nugrahawati, D., “Fabrikasi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC)

Menggunakan Mawar Merah (Rosa Damascena Mill) Sebagai Pewarna

Alami Berbasis antosianin” , Skripsi, Jurusan Fisika, Universitas

Sebelas Maret, Surakarta, 2012.

34

[17] Syafinar., et al.,”Cocktail Dyes From Blueberry and Dragon Fruit in the

Application for DSSC”. Journal of Engineering ang Applied Sciences,

Vol.10, No.15:896-902, 2015.

[18] M.Hamadanian, Safaei-Ghomi J., et al “Uses of new natural dye

photosensitizers in fabrication of high potential dye-sensitized solar cells

(DSSCs)”, Materials Science in Semiconductor Processing Vol.27, No. 1

:733-739, 2014.

[19] Voloshin R.A., Bedbenov V.S., et all., “Optimization and characterization of

TiO2-based solar cell design using diverse plant pigments”, International

Journal Of Hydrogen Energy Vol.30:1-10,2016.

[20] Garcia C. G., Polo A. S. and Iha N. Y. M., “Fruit extracts and ruthenium

polypyridinic dyes for sensitization of TiO2 in photolectrochemicals

solar cells”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry,

Vol.160: 87-91. 2003.

[21] Wongcharee K.,Meeyoo V. and Chavadej S. Dye-sensitized solar cell using

natural extracted from rosella and blue pea flowers. Solar Energy

Materials & Solar Cells, Vol.91:566-571, 2007.

[22] Ni Putu P.A.,“ Rendemen Dan Karakteristik Ekstrak Pewarna Bunga Kenikir

Pada Perlakuan Jenis Pelarut Dan Lama Ekstraksi “, Jurnal Rekayasa

dan Manajemen Agroindustri Vol. 5 No.3: 13-23,2017.

[23] Simanjuntak, M. G., & Batubara, F. R.,“Perancangan Prototipe Smart

Building Berbasis Arduino UNO”, Singuda Ensikom Vol. 2, No.2:78-83,

2013.

[24] Robby R., Nelly W., dkk “ Uji FotostabilitasKaolini- Norbixin Berdasarkan

AnalaisisSpektraUV-Vis”, Jurnal Kimia Khatulistiwa Vol.3, No.1:1-

7,2014.

[25] Vera F.,” Karakterisasi DSSC pada Semikonduktor ZnO-SiO2 Dengan

Pewarna Ekstrak Buah Manggis dan Daun Jatih”, Skripsi Fisika,

Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang, 2016.

35

[26] Wilda S., “Pembuatan Prototipe Dye Sensitized Solar Cell (DSSC)

Menggunakan Klorofil Daun Jarak Dan Antosianin Bunga Krisan Ungu”,

Skripsi Fisika, Universitas Hasanuddin, Makassar, 2017.

[27] Goncalves N.S.,” Size–strain study of NiO nanoparticles by X-ray powder

diffraction line broadening”, Materials Letters Vol. 72 No.1:36–38,2012.

[28] Mariya A.Q., “Karekteristik pasta TiO2 Suhu Rendah Untuk Aplikasi Dye

Sensitized Solar Cell (DSSC)” Pusat Ilmu Pengetahuan Indonesia

(LIPI): Bandung, 2014.

[29] Khorsand Z.A., Majid W.H.Abd., dkk. “X-ray Analysis of ZnO

nanoparticles by Williamson-Hall and Zise –strain plot methods”, Solid

State Sciences Vol.13:251-156,2010.

[30] Mirna L., Jemmy A., dkk “Uji Total Flavonoid pada beberapa Tanaman

Obat Tradisional di Desa waitina Kec. Maoli Timur Kabupaten

kepulauan Sula Provinsi Maluku Utara”, Jurnal MIPA Unstrat Online

Vol.2, No. 1; 50-55, 2013.

[31] Dachriyanus “Analisis Struktur Senyawa Organik” LPTIK Universitas

andalas, 2004.

36

Lampiran 1 Tabel Ukuran Kristal TiO2, dan TiO2 + Dye

Ukuran Kristal TiO2

Tabel Ukuran Kristal Kenikir

Peak

no. by

2θ

Intensitas

TiO2

hkl

Hkl Size (nm) Metode

Scherer

Metode

UDM

Strain

H K L Size Rata-rata

Size

26,38 208 0,00424 0 1 1 33,19 37,99

30,10 0,710

38,88 120 0,00477 0 0 4 30,57

49 224 0,00403 0 2 0 37,42

54,84 194 0,00402 0 1 5 38,07

56 202 0,00439 1 2 1 35,40

63,62 246 0,00399 0 2 4 40,39

69,64 148 0,00523 1 1 6 32,02

71,14 156 0,00446 2 2 0 37,83

75,9 260 0,00305 1 2 5 57,05

Peak

no. by

2θ

Intensitas

Kenikir

hkl

Hkl Size (nm) Metode

Scherer

Metode

UDM

Strain

H K L Size Rata-rata

Size

26,08 3576 0,00281 0 1 1 49,79

48,2755

56,3818

0,064

38,56 910 0,00309 0 0 4 45,53

48,76 1268 0,00321 0 2 0 45,16

54,64 870 0,00309 0 1 5 48,56

55,78 898 0,00317 1 2 1 48,60

63,38 850 0,00324 0 2 4 47,79

69,46 470 0,00312 1 1 6 51,59

70,94 484 0,00351 2 2 0 47,82

75,7 658 0,00349 1 2 5 49,64

37

Tabel Ukuran Kristal Zinnia

Tabel Ukuran Kristal Kenikir-Zinnia

Peak

no. by

2θ

Intensitas

Bunga

Zinnia

hkl

Hkl Size (nm) Metode

Scherer

Metode

UDM

Strain

H K L Size Rata-rata

Size

26,06 4022 0,00281 0 1 1 49.80

50,3877

50,3678

0,168

0

38,54 1004 0,00298 0 0 4 47,08

48,74 1404 0,00299 0 2 0 48,42

54,58 902 0,00292 0 1 5 51,57

55,78 916 0,00317 1 2 1 48,65

63,34 864 0,00308 0 2 4 50,24

69,44 486 0,00307 1 1 6 52,34

70,94 528 0,00308 2 2 0 52,34

75,68 678 0,00327 1 2 5 53,05

Peak

no. by

2θ

Intensitas

Bunga

Kenikir-

Zinnia

hkl

Hkl Size (nm) Metode

Scherer

Metode

UDM

Strain

H K L Size Rata-rata

Size

26,08 3568 0,00266 0 1 1 52,57

52,81

57,8940

0,002 38,54 934 0,00287 0 0 4 49

48,76 1388 0,00275 0 2 0 52,64

54,50 962 0,00229 0 1 5 65,57

55,74 908 0,00310 1 2 1 49,66

63,40 886 0,00305 0 2 4 50,73

69,42 498 0,00301 1 1 6 53,34

70,94 528 0,00325 2 2 0 50,14

75,68 688 0,00335 1 2 5 51,71

38

Lampiran 2 Bahan yang digunakan

Ekstrak Dye Bunga Kenikir

Bunga zinnia

Bubuk TiO2

39

Lampiran 3 Alat Yang digunakan

Ultrasonic Cleaner Neraca O’haus

Hotplate Furnace

Spin Coating Multimeter Luxmeter

40

Lampiran 4 Alat Karakterisasi

FTIR

UV –Vis

XRD

41

Lampiran 5 Elektroda

Elektroda kerja Elektroda Pembanding

Lampiran 6 Larutan elektrolit

Lampiran 7 Rangkaian Pengujian Performans DSSC

42