Fabrikasi Dye-Sensitized Solar Cell Menggunakan Fotosensitizer Ekstrak Bunga Rosela (Hibiscus sabdariffa L) dan Elektrolit Padat Berbasis PEG (Polyethylene Glycol)

Mustaqim Mustaqim -  Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University Jl. Prof. Soedarto, SH., Tembalang, Semarang, Indonesia
*Abdul Haris -  Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University Jl. Prof. Soedarto, SH., Tembalang, Semarang, Indonesia
Gunawan Gunawan -  Chemistry Department, Faculty of Sciences and Mathematics, Diponegoro University Jl. Prof. Soedarto, SH., Tembalang, Semarang, Indonesia
Published: 1 Jul 2017.
Open Access Copyright 2017 Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi
License URL: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
Citation Format:
Article Info
Section: Research Articles
Language: ID
Full Text:
Statistics: 192 227
Abstract
Telah dibuat Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) menggunakan dye alami ekstrak bunga Rosela dan elektrolit padat berbasis PEG yang mengandung pasangan redoks I-/I3-. Dye-Sensitized Solar Cell dikonstruksi dengan struktur sandwich menggunakan fotoelektrode TiO2 yang dideposisi pada kaca Transparent Conductive Oxide (TCO) dengan elektrode lawan grafit. Dye ekstrak bunga rosela dimaserasi dalam campuran metanol, asam asetat dan air selama 24 jam dan digunakan untuk perendaman fotoelektroda TiO2 selama 1 jam dan 24 jam. Dye dikarakterisasi menggunakan FT-IR dan UV-Vis dan TiO2 menggunakan X-RD dan SEM. Kinerja sel surya diuji di bawah sinar matahari selama 1 jam pada jam 12:15-13:15 dengan suhu atmosfir 39°C. Spektra UV-Vis dan FT-IR larutan dye menunjukkan adanya kandungan antosianin pada panjang gelombang maksimum 530 nm dan diperkuat dengan munculnya gugus hidroksil, benzena dan karbonil pada serapan inframerah. Hasil karakterisasi XRD dan SEM menunjukkan TiO2 memiliki fase kristalin anatase dengan ukuran kristal sebesar 41,56 nm dan morfologi permukaan dengan ukuran rongga sekitar 94,11nm dan ketebalan penampang lintang sekitar 39,05. Dye-Sensitized Solar Cell yang dibuat menghasilkan potensial rangkaian terbuka (VOC) sebesar 0,124 V dan 0,127 V , arus rangkaian pendek (ISC) 0,084 mA dan 1,275 mA, serta efisiensi 0,00098 % dan 0,01883 % masing-masing untuk perendaman fotoelektroda TiO2 1 jam dan 24 jam.
Keywords
Dye-Sensitized Solar Cell; Bunga Rosela; Hibiscus sabdariffa L; Elektrolit Padat

Article Metrics:

  1. M. Grätzel, A. J. McEvoy, Principles and applications of dye sensitized nanocrystalline solar cells (DSC), Asian Journal on Energy and Environment, 5, 3, (2004) 197-210
  2. Jarnuzi Gunlazuardi, Fotokatalisis pada Permukaan TiO2: Aspek Fundamental dan Aplikasinya, Seminar Nasional Kimia Fisika II, (2001).
  3. K. Kalyanasundaram, M. Grätzel, Applications of functionalized transition metal complexes in photonic and optoelectronic devices, Coordination Chemistry Reviews, 177, 1, (1998) 347-414 https://doi.org/10.1016/S0010-8545(98)00189-1
  4. Miao Wang, Xurui Xiao, Xiaowen Zhou, Xueping Li, Yuan Lin, Investigation of PEO-imidazole ionic liquid oligomer electrolytes for dye-sensitized solar cells, Solar Energy Materials and Solar Cells, 91, 9, (2007) 785-790 https://doi.org/10.1016/j.solmat.2007.01.009
  5. Mi-Ra Kim, Sung-Ho Jin, Sung-Hae Park, Hyun-Jeong Lee, Eun-Hee Kang, Jin-Kook Lee, Photovoltaic Properties and Preparations of Dye-Sensitized Solar Cells Using Solid-State Polymer Electrolytes, Molecular Crystals and Liquid Crystals, 444, 1, (2006) 233-239 http://dx.doi.org/10.1080/15421400500365037
  6. Michael Grätzel, Conversion of sunlight to electric power by nanocrystalline dye-sensitized solar cells, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 164, 1, (2004) 3-14 https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2004.02.023
  7. Akhiruddin Maddu, Mahfuddin Zuhri, Irmansyah Irmansyah, Penggunaan Ekstrak Antosianin Kol Merah Sebagai Fotosensitizer pada Sel Surya TiO2 Nanokristal Tersensitisasi Dye, Makara, 11, 2, (2009) 78-84
  8. P. M. Sirimanne, M. K. I. Senevirathna, E. V. A. Premalal, P. K. D. D. P. Pitigala, V. Sivakumar, K. Tennakone, Utilization of natural pigment extracted from pomegranate fruits as sensitizer in solid-state solar cells, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 177, 2, (2006) 324-327 https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2005.07.003
  9. Khwanchit Wongcharee, Vissanu Meeyoo, Sumaeth Chavadej, Dye-sensitized solar cell using natural dyes extracted from rosella and blue pea flowers, Solar Energy Materials and Solar Cells, 91, 7, (2007) 566-571 https://doi.org/10.1016/j.solmat.2006.11.005
  10. Brian A. Gregg, Excitonic Solar Cells, The Journal of Physical Chemistry B, 107, 20, (2003) 4688-4698 10.1021/jp022507x
  11. Moon-Sung Kang, Jong Hak Kim, Jongok Won, Yong Soo Kang, Dye-sensitized solar cells based on crosslinked poly(ethylene glycol) electrolytes, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 183, 1, (2006) 15-21 https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2006.02.013
  12. Wilman Septina, D Fajarisandi, M Aditia, Pembuatan Prototipe Solar Cell Murah dengan Bahan Organik-Inorganik (Dye-sensitized Solar Cell), in: Laporan Akhir Penelitian Bidang Energi, Penghargaan PT. Rekayasa Industri, 2007.
  13. Jae-Wook Lee, Kyung-June Hwang, Wang-Geun Shim, Kyung-Hee Park, Hal-Bon Gu, Kyu-Hyuk Kwun, Energetic surface heterogeneity of nanocrystalline TiO2 films for dye-sensitized solar cells, Korean Journal of Chemical Engineering, 24, 5, (2007) 847-850 10.1007/s11814-007-0052-4
  14. Greg P. Smestad, Michael Gratzel, Demonstrating Electron Transfer and Nanotechnology: A Natural Dye-Sensitized Nanocrystalline Energy Converter, Journal of Chemical Education, 75, 6, (1998) 752 10.1021/ed075p752