Uji Kinerja Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Menggunakan Lapisan Capacitive Touchscreen Sebagai Substrat dan Ekstrak Klorofil Nannochloropsis Sp. Sebagai Dye Sensitizer dengan Variasi Ketebalan Pasta TiO2
Abstract
Energi merupakan kebutuhan yang penting bagi kelangsungan hidup manusia. Ketergantungan pada energi fosil menyebabkan persediaan sumber ini menjadi semakin tipis. Sinar matahari merupakan salah satu sumber energi alternatif yang sangat berpotensi di Indonesia. Dye sensitized solar cell (DSSC) adalah sel surya generasi ketiga yang menjadi terobosan baru dalam pembuatan sel surya yang murah dengan kinerja tinggi. DSSC memiliki struktur sandwich yang tersusun dari material organik dye (zat warna) dan beberapa komponen lain yaitu semikonduktor oksida, elektrolit dan substrat (counter elektroda dan elektroda kerja). Substrat terbuat dari kaca konduktif (TCO) yang biasanya menggunakan kaca jenis Indium in Oxide (ITO) atau Fluorine-doped Tin Oxide (FTO). Dalam pembuatan DSSC pada penelitian ini digunakan substrat ITO yang diperoleh dari lapisan capacitive touchscreen dengan menggunakan dye (zat warna) dari klorofil nannochloropsis sp. yang diekstrak dengan pelarut aseton. Capacitive touchscreen merupakan salah satu jenis lapisan touchscreen yang didalamnya terdapat lapisan konduktif ITO sehingga dapat dijadikan alternatif untuk bahan baku substrat DSSC. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pengaruh ketebalan lapisan pasta TiO2 terhadap kinerja DSSC dengan memanfaatkan Capacitive touchscreen sebagai substrat dan ekstrak nannochloropsis sp. sebagai dye sensitizer. Penelitian ini membuat DSSC dengan 3 variasi ketebalan pasta TiO2 (DSSC 1: 0.36 mm, DSSC 2: 0.45 mm, dan DSSC 3: 0.54 mm). Absorbansi larutan dye di uji dengan spektrofotometri UV-Vis. Untuk pengujian DSSC dilakukan dalam 2 tahap. Tahap pertama adalah pengujian pada 5 variasi pencahayaan (2000 lux, 4000 lux, 6000 lux, 8000 lux, 10000 lux) untuk mengetahui respon terhadap cahaya. Tahap kedua merupakan pengujian pada 8 variasi hambatan (1 KΩ, 5 KΩ, 10 KΩ, 20 KΩ, 40 KΩ, 60 KΩ, 80 KΩ, 100 KΩ) untuk mengetahui efisiensi DSSC. Pengujian dilakukan dengan cahaya dari lampu CFL daylight 15 W. Berdasarkan penelitian diperoleh kinerja DSSC terbaik pada DSSC 1 dengan rata-rata kenaikan tegangan dan arus saat penambahan pencahayaan 2000 lux sebesar 37 mV dan 40x10-4 mA serta nilai efisiensi 0.8596%. Sedangkan DSSC 2 rata-rata kenaikan tegangan dan arus saat penambahan pencahayaan 2000 lux masing-masing sebesar 26 mV dan 14x10-4 mA dengan efisiensi 0.1249% diikuti DSSC 3 sebesar 1.8 mV dan 0.35x10-4 mA dengan efisiensi 0.00109%.
Kata Kunci: Dye Sensitized Solar Cell, DSSC, Capacitive touchscreen, Nannochloropsis sp., Klorofil, Â Pasta TiO2.
References
DAFTAR PUSTAKA
Adhi Wibowo, Rachmat. 2007. Effisiensi Sel Surya Dari Masa ke Masa. Diakses pada 6 Juni 2015. https://energisurya.wordpress.com/2007/08/22/efisiensi-sel-surya-dari-masa-ke-masa/.
Aerosil. 2013. Aerodisp Fumed Titaniom Dioxide Dispersion For Production Of Dye-sensitized Solar Cells. Diakses pada 20 Desember 2014. https://www.aerosil.com/product/aerosil/en/industries/electronics/dye-sensitized-solar-cells/pages/default.aspx.
Aidil, Meika. 2009. Performansi Dye Sensitized Solar Cell Pada Kaca LCD (Liquid Crystal Display) Dengan Sensitizer Antosianin Dari Bunga Pacar Air Merah (Impatiens Balsamina). Skripsi Jurusan Kimia, Fmipa Universitas Diponegoro. Semarang.
Alhamed, M., Ahmad S., and Doubal W. 2012. Studying of Natural Dyes Properties As Photo-Sensitizer For Dye Sensitized Solar Cells (DSSC). Journal of Electron Devices Vol 16, pp 1370-1383 Aleppo University. Syria.
Armynah, B., Gareso P.L., Syarifudin H.. 2014. Pemanfaatan Kamera Digital Untuk Menggambar Panjang Gelombang Spektrum Berbagai Jenis Lampu. Skripsi s1 Universitas Hasanuddin. Makassar.
Arrohmah, 2007. Studi Karakteristik klorofil Pada Daun Sebagai Material Photodetector Organic. Skripsi Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Arya, F., Supriyanto, A., & Nur Rosyid, F. 2013. Fabrikasi Sel Surya Organik Berbasis FTO/Pedot: PSS/P3HT/Klorofil/AI. Seminar Nasional Lontar Physics Forum. Surakarta.
Astuti dan Sriwuryandari. 2010. Biodiesel dari Mikroalga: Perbanyakan Biomassa melalui Penambahan Nutrisi Secara Bertahap. Jurnal ilmu hayati dan fisik Pusat Penelitian LIPI. Bandung.
Asy'ari, H., Jatmiko, & Angga. 2012. Intensitas Cahaya Matahari Terhadap Daya keluaran Panel Sel Surya. Simposium Nasional RAPI XI FT UMS. Surakarta.
Atmel Corp. 2007. AVR341 : Four and Five-wire Touch Screen Controller. AVR Microcontroller Application Note. Atmel Corporation. USA.
Britt J. and Ferekides C. 1993. Thin-film CdS/CdTe solar cell with 15.8% efficiency. Letter American Institute of Physics. College Park, Marriland.
Cherubin. 2009. Dye Sensitized Solar Cells Based on Perylene Derivative. Dissertation Faculty of Sciences Kassel University. Germany.
Dharma, Irawan. 2014. Proses Pembuatan DSSC (Dye-Sensitized Solar Cell) Menggunakan TiO2 (Titanium Dioksida) Partikel Nano. Skripsi Jurusan Elektro Universitas Diponegoro. Semarang.
Eka, Henni. 2012. Studi Awal Fabrikasi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Menggunakan Ekstraksi Bunga Sepatu (Hibiscus Rosa Sinensis L) Sebagai Dye Sensitizer Dengan Variasi Lama Absorpsi Dye. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Teknologi Sepuluh November. Surabaya.
Fachrulah, M. R. 2011. Laju Pertumbuhan Mikroalga Penghasil Biofuel Jenis Chlorela sp. Dan Nannochloropsis sp. Yang Dikultivasi Mengunakan Air Limbah Hasil Penambangan Timah Di Pulau Bangka. Disertasi IPB. Bogor.
Farid, Akhmad. 2014. Pengujian dan Analisis Performansi Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) Terhadap Cahaya. Skripsi Teknik Elektro Universitas Brawijaya. Malang.
Fiona, Tessa. 2010. Klorofil Sebagai Sel Surya. Diakses pada 3 Desember 2014. http://majalahenergi.com/forum/energi-baru-dan-terbarukan/energi-surya/yang-terbaik-dari-alam-klorofil-sebagai-sel-surya.
Grätzel, M., 2009. Historical Development Of The DSC, From Its Inception To Its Current State. 3rd International Conference on The Industrialisation Of DSC. Presentation accessible 22-24 April. Nara, Japan.
Green, M. A. 2003. Third Generation Photovoltaics. Springer-Verlag Berlin Heidberg. Berlin.
Greendiary. 2011. The Good, The Bad And The Ugly About Dye Sensitized Solar Cells. Diakses 16 April 2015 http://www.greendiary.com/good-bad-ugly-dye-sensitized-solar-cells.html.
Hadi R., Sumijo. 2007. Beberapa Sifat Umum dari Klorofil Fitoplankton. Bidang Dinamika Laut, Pusat Penelitian Osceanografi LIPI. Jakarta.
Handini, Wulandari. 2008. Performa Sel Surya Tersensitasi Zat Pewarna (DSSC) Berbasis ZnO dengan Variasi Tingkat Pengisian dan Besar Kristalit TiO2. Skripsi Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Depok.
Handoko P. dan Fajariyanti, Y.. 2013. Pengaruh Spektrum Cahaya Tampak Terhadap Laju Fotosintesis Tanaman Air Hydrilla Verticillata. Jurnal Vol 10 No 2 Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Harborne, Y.B. 1973. Metode Fitokimia: Penuntun Cara Modern menganalisa Tumbuhan. Alih bahasa oleh: Padmawinata, K. dan Soediro, I, ITB. Bandung.
Hendroko, Roy, Rama Prihandana. 2008. Energi Hijau: Pilihan Bijak Menuju Negeri Mandiri Energi. Niaga Swadaya. Jakarta.
Honsberg, C. 2011. Solar Cell Efficiency Records. Diakses pada 12 Juni 2015. http://www.pveducation.org/pvcdrom/appendices/solar-cell-efficiency-results2.
Ice T. dan Gatut Y., 2014. Fabrikasi DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) dengan Teknik Pelapisan Spin Coating Menggunakan Kaca ITO dan FTO sebagai Substrat dan Variasi Jahe Merah (Zingiber Officinale Var Rubrum) sebagai Dye Sensitiser. Jurusan Fisika ITS. Surabaya.
Irawan D. dan Yuli C., 2014. Proses Pembuatan DSSC (Dye-Sensitized Solar Cell) Menggunakan TiO2 (Titanium Dioksida) Partikel Nano. Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro. Semarang.
Isnansetyo Alim dan Kurniastuty. 1995. Teknik Kultur Phytoplankton Zooplankton. Pakan Alam untuk pembenihan organism laut. Kanisius. Yokyakarta.
Jennyari. 2012. Pengaruh Temperatur Preheating Terhadap Sifat Optik Film Tipis ZNO yang Ditumbuhkan Dengan Metode Sol-Gel. Tesis Universitas Negeri Medan. Medan.
Kolokowsky, Steve. 2009. Touchscreen 101 : Understanding Touchscreen Technology and Design. Cypress Semiconductor Corp. California.
Kumara, Maya Sukma Widya, dan Drs. Gontjang Prajitno, M.Si. 2012. Studi Awal Fabrikasi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Menggunakan Ekstraksi Daun Bayam (Amaranthus Hybridus L.) Sebagai Dye Sensitizer Dengan Variasi Jarak Sumber Cahaya Pada DSSC. Digilib ITS. Surabaya
Lestari, Diah. 2009. Preparation of Dye Sensitized Solar Cell (Dssc) By Sensitizer Anthocyanin From Buni Fruit (Antidesma bunius L). Skripsi Jurusan Kimia, Fmipa Universitas Diponegoro. Semarang.
Maddu, A., Zuhri, M., dan Irmansyah. 2007. Penggunaan Ekstrak Antosianin Kol Merah Sebagai Fotosensitizer Pada Sel Surya TiO2 Nanokristal Tersensitisasi Dye. Jurnal Vol 11, No 2 Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Maruyama, R. and Ata, Masafumi. 2009. Trend and Nannotechnology R & D in Japan. WPN Workshop in Korea. Korea.
Matsumoto H., Kuribayashi K., Uda H., Komatsu Y., Nakano A., and Ikegami S.. 1984. Screen-printed CdS/CdTe solar cell of 12.8% efficiency for an active area of 0.78 cm2. Elsevier journals. Amsterdam.
Maula, N. M. 2010. Optimalisasi Kultivasi Mikroalga Laut Nanochloropsis oculata Dengan Perlakuan Pupuk Urea Untuk Produksi Lemak Nabati. Skripsi Universitas Brawijaya. Malang.
McCann, Allison T.. 2012. Okay, But How Do Touch Screens Actually Work?. Diakses pada 8 Maret 2015. http://scienceline.org/2012/01/okay-but-how-do-touch-screens-actually-work/.
Millington, K.R.. 2009. Dye-Sensitized Cells. Elsevier B. V. Australia.
Mintorogo, Dani S.. 2000. Strategi Aplikasi Sel Surya (Photovoltaic Cells) Pada Perumahan dan Bangunan Komersial. Jurnal Arsitektur Universitas Kristen Petra. Surabaya
National Geographic. 2014. Hanya 23 Tahun Lagi, Sisa Cadangan Minyak Indonesia. Diakses pada 16 Desember 2014. http://nationalgeographic.co.id/berita/2014/09/hanya-23-tahun-lagi-sisa-cadangan-minyak-indonesia.
Nursam, Natalita M., Muliani, L., dan Hidayat J.. 2013. Aplikasi Fotoelektroda TiO2 Area Lebar pada Sel Surya Dye-sensitized. Jurnal Elektronika dan Telekomunikasi Vol 13 no 1 LIPI. Bandung.
Prananto, H.D., Tyaswuri, A., Stefphanie, C., dan Bahriarto, Yusro. 2013. Dye Sensitizer Solar Cell (DSSC) Berbahan dasar Klorofil Daun Cincau Sebagai Fotosensitiser. Seminar Nasional Fisika UNJ. Jakarta.
Prasetyowati, Rita. 2012. Sel Surya Berbasis Titania sebagai Sumber Energi Listrik Alternatif. Fakultas MIPA Universitas Negeri Yogyakarta. Yogyakarta.
Purwanto, Romli & Prajitno, Gontjang. 2013. Variasi Kecepatan dan Waktu Pemutaran Spin Coating dalam Pelapisan TiO2 untuk Pembuatan dan Karakterisasi Prototipe DSSC dengan Ekstraksi Kulit Manggis ( Garcinia Mangostana) sebagai Dye Sensitizer. Jurnal Sains dan Seni POMITS Vol 2, No 1. ITS. Surabaya.
Puspitasari, Nurrisma. 2013. Characterization of Dye Sensitized Solar Cell (Dssc) Based on TiO2 Using A Variation of Natural Dyes And Thickness of TiO2 Layer. Tesis S2 ITS. Surabaya.
Ratana B., Mudit & Vardhan B., Anand, 2010. Comparative Study of Various Touchscreen Technologies. International Journal of Computer Application volume 6, Dr.H.Gour Central University Sagar. India.
Richard. 2003. Smalley Institute Grand Challenges. Diakses pada 16 Desember 2014. https://smalley.rice.edu/content.aspx?id=246.
Rusyani, Emy. 2001. Pengaruh Dosis Zeolit Yang Berbeda Terhadap Pertumbuhan Isochrysis Galbana Klon Tahiti Skala Laboratorium Dalam Media Komersial. Skripsi Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor: Bogor
Science Daily. 2015. Efficiency Record for Black Silicon Solar Cells Jumps to 22.1%. Diakses 12 Juni 2015. http://www.sciencedaily.com/releases/2015/05/150518121440.htm
Septina, W., D. Fajarisandi, & M. Aditia. 2007. Pembuatan Prototipe Solar Cell Murah dengan Bahan Organik-Inorganik (Dye-sensitized Solar Cell). Laporan Penelitian Bidang Energi, Institut Teknologi Bandung. Bandung.
Sumaryanti, Utari, Agus S., & Purnama, Budi. 2011. Karakteristik Optik dan Listrik Larutan Klorofil Spirulina Sp. Sebagai Dye Sensitized Solar Cell. Jurnal Material dan Energi Indonesia Vol 01, No 3 141-147 Universitas Padjajaran. Bandung.
UNSW. 2014. UNSW Researchers Set World Record In Solar Energy Efficiency. Diakses pada 6 Juni 2015. https://newsroom.unsw.edu.au/news/science-technology/unsw-researchers-set-world-record-solar-energy-efficiency.
Vandri, W. dan Iskandar R. Performansi Prototype Dye-Sensitized Solar Cell (Dye Sensitizer Kulit Manggis) dengan Hubungan Variasi Hambatan Terhadap Efisiensi Konversi Energi Listrik dan Perbandingan Terhadap Sel Surya Konvensional. Jurnal Universitas Andalas Vol. 19 No. 2. Padang.
Vitriany E. dan Gatut Y., 2013. Fabrikasi Dssc dengan Dye Ekstrak Jahe Merah (Zingiber Officinale Linn Var. Rubrum) Variasi Larutan TiO2 Nanopartikel Berfase Anatase dengan Teknik Pelapisan Spin Coating. Jurnak Sains dan Seni POMITS Vol. 2, No.1. Jurusan Fisika, Fakultas IPA Institut Teknologi Sepuluh November. Surabaya.
Wang, Chaoleh., Wang, Liang., Shi Y., Zhang,. and Ma, Tingli. 2012. Printable Electrolytes For Highly Efficient Quasi-Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells. Journal Elsevier Chemical Engineering Dalian University Of Technology. Dalian China.
Wei, Zhang. 2011. Fabrication of Dye Sensitized Solar Cells with Enhanced Energy Conversion Efficiency. Thesis For Degree Of Doctor Of Philosophy Department Of Chemical & Biomolecular Engineering National University Of Singapore. Singapore.
Wu X., Dhere R.G., Albin D.S., Gessert T.A., DeHart C., Keane J.C., Duda A., Coutts T.J., Asher S., Levi D.H., Moutinho H.R., Yan Y., Moriarty T., Johnston S., Emery K., and Sheldon P.. 2001. High-Efficiency CTO/ZTO/CdS/CdTe Polycrystalline Thin-Film Solar Cells. National Renewable Energy Laboratory (NREL). Golden, Colorado.
Yatim, wildan. 1999. Kamus Biologi. Yayasan obor Indonesia. Jakarta
Yulika, D., Kusumandari, Suryana R.. 2014. Pelapisan TiO2 diatas FTO dengan Teknik Slip Casting dan Spin Coating Untuk Aplikasi DSSC. Jurnal Fisika Indonesia No 53, Vol XVIII ISSN : 1410-2994 Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Zach. 2013. Panasonic Claims Solar Cell Efficiency record of 24.7%. Diakses pada 6 Juni 2015. http://solarlove.org/panasonic-claims-solar-cell-efficiency-record-of-24-7/.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License (CC BY 4.0) that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
