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 3 Alat Yang digunakan
Ultrasonic Cleaner Neraca O’haus
Hotplate Furnace
Spin Coating Multimeter Luxmeter
40