PENGEMBANGAN PROTOTIPE SEL SURYA DSSC (DYE SENSITIZED SOLAR CELL) LAPISAN TiO2/GRAFIT MENGGUNAKAN CAMPURAN PCBM:P3HT

  • Fandi Oktasendra Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Mendalo Darat, Jambi 36361
  • Sarinah Pakpahan Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Mendalo Darat, Jambi 36361
  • Sampe Napitupulu Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Mendalo Darat, Jambi 36361
  • Samsidar Samsidar Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Mendalo Darat, Jambi 36361
  • Nurhidayah Nurhidayah Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Mendalo Darat, Jambi 36361
  • Faizar Farid Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Mendalo Darat, Jambi 36361

Abstract

Dalam penelitian ini telah berhasil dibuat prototipe sel surya organic tipe dye-sensitized solar cells (DSSC) lapisan TiO2 /grafit dengan menambahkan lapisan aktif polimer campuran phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) dan regioregular poly(3-hexylthiophene) (P3HT). Dye dari ekstrak buah naga digunakan sebagai photosensitizer untuk menghasilkan exciton. Campuran PCBM:P3HT divariasikan dengan perbandingan 1:1, 1:2 dan 2:1 untuk melihat pengaruh dari masing-masing polimer. Hasil karakterisasi absorbansi menggunakan UV-Vis spektrometer pada lapisan TiO2/Grafit yang ditambahkan dengan lapisan PCBM:P3HT menunjukkan peningkatan nilai serapan pada panjang gelombang 300 – 650 nm. Namun, peningkatan ini tidak sejalan dengan peningkatan nilai efisiensi sel surya. Hasil pengukuran I-V karakteristik dibawah penyinaran sinar matahari langsung menunjukkan penurunan effisiensi sel surya sebesar 20.4% pada penambahan campuran PCBM:P3HT (1:1), 43.6% untuk PCBM:P3HT (1:2) dan 96.5% untuk PCBM:P3HT (2:1). Penurunan ini lebih disebabkan karena menurunnya nilai tegangan sirkuit terbuka, V­oc. Selain itu, nilai efisiensi sel surya yang rendah (yakni < 1%) disebabkan karena nilai rapat arus yang sangat kecil yakni pada orde beberapa mikro Ampere. Kami menduga kecilnya nilai rapat arus ini disebabkan oleh nilai resistansi internal yang cukup besar pada sel surya serta berubahnya peran lapisan PCBM:P3HT yang seharusnya berfungsi untuk meningkatkan penghantaran exciton menjadi pusat rekombinasi. Hal ini mungkin disebabkan karena tebalnya lapisan PCBM:P3HT yang dibuat menggunakan metode drop-casting seperti yang ditunjukkan dari hasil karakterisasi SEM.

Kata Kunci: Sel surya DSSC, dye-sensitized, poly(3-hexylthiophene), [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester, lapisan TiO2/Grafit.

References

A. Islam, S. P. Singh, M. Yanagida, M. R. Karim, and L. Han, Int. J. Photoenergy (2011): article ID 75742.

Alem S, de Bettignies R, Nunzi J, et al.(2004) : Efficient polymer-based interpenetrated network photovoltaic cells. App1 Phys Lett, 84: 2178−2180.

A. R. Zainun, S. Tomoya, U. M. Noor, M. Rusop, and I. Masaya, Mater. Lett. 66, 254 (2012).

B. O’Regan and M. Gratzel. (1991): Nature 353, pp. 338.

B. O’Regan and M. Gra¨tzel. (1991): Nature 353, 737.

Faizar Farid, Heriyanti, Disain Prototipe Sel Surya DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) Lapisan Grafit/TiO2 Berbasis Dye Alami, Penelitian Kelompok, Universitas Jambi. Jambi. 2015.

Ma W, Yang C, Gong X, et al. (2005) : Thermally stable, efficient polymer solar cells with nanoscale control of the interpenetrating network morphology. Adv Funct Mater, 15: 1617−1622.

S. P. Singh, A. Islam, M. Yanagida, and L. Han, Int. J. Photoen. (2011): 520848.

P.A. Liddell, Paul A. Liddell, J. P. Sumida, A. N. Macpherson, L. Noss, G. R. Seely, K. N. Clark, A. L. Moore, T. A. Moore, D. Gust. (1994) : Photochem. Photobiol. 60, pp. 537.

P. Joshi, Y. Xie, M. Ropp, D. Galipeau, S. Bailey, and Q. Qiao. (2009): Energy Environ. Sci. 2, 333.

P. M. Sommeling, M. Spa¨th, H. J. P. Smit, N. J. Bakker, and J. M. Kroon, J. Photochem. Photobiol. A. (2004) : Chem. 164, 137.

P. Vanlaeke,, A. Swinnen, I. Haeldermans, G. Vanhoyland, T. Aernouts, D. Cheyns, C. Deibel, J. D’Haen, P. Heremans, J. Poortmans, J.V. Manca. (2006) : Solar Energy Materials & Solar Cells 90 2150–2158.

Y. Chiba, A. Islam, Y. Watanabe, R. Komiya, N. Koide, and L. Han, Jpn. J. Appl.(2006): Phys. 45, L638.

Z. Huang, X. Liu, K. Li, D. Li, Y. Luo, H. Li, W. Song, L. Q. Chen, and Q. Meng, (2007) : Electrochem. Commun. 9, 596.
Published
2016-12-27
How to Cite
OKTASENDRA, Fandi et al. PENGEMBANGAN PROTOTIPE SEL SURYA DSSC (DYE SENSITIZED SOLAR CELL) LAPISAN TiO2/GRAFIT MENGGUNAKAN CAMPURAN PCBM:P3HT. JOURNAL ONLINE OF PHYSICS, [S.l.], v. 2, n. 1, p. 11-16, dec. 2016. ISSN 2502-2016. Available at: <https://online-journal.unja.ac.id/index.php/jop/article/view/3447>. Date accessed: 23 sep. 2017.