laporan tugas akhirdigilib.its.ac.id/public/its-paper-26690-2708100047-presentation.pdflaporan tugas...

45
LAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO 2 Sebagai Dye Sensitized Solar Cel (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah Sahat Marthua Reynard Nadeak (2708100047) Rabu, 11 Juli 2012 MT 204 JTMM, ITS Surabaya Pembimbing : Diah Susanti, S.T., M.T., Ph. D

Upload: vohanh

Post on 25-Apr-2019

246 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

LAPORAN TUGAS AKHIR

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja

Semikonduktor TiO2 Sebagai Dye Sensitized Solar Cel (DSSC) Dengan Dye

Ekstrak Buah Naga Merah

Sahat Marthua Reynard Nadeak (2708100047)

Rabu, 11 Juli 2012

MT 204 JTMM, ITS Surabaya

Pembimbing : Diah Susanti, S.T., M.T., Ph. D

Page 2: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

2

Latar Belakang

Manfaat Batasan Masalah

Tujuan Penelitian

Rumusan Masalah

KRISIS ENERGI

ENERGI SURYA

SEL SURYA

DYE SENSITIZED SOLAR CELL

Kaca Konduktif TiO2

Anthocyanin Larutan elektrolit Counter Elektroda

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 3: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

3

Manfaat Batasan Masalah

Tujuan Penelitian

Rumusan Masalah

Latar Belakang

Membuat prototipe Dye Sensitized Solar Cell skala laboratorium Pengaruh temperatur dan waktu tahan kalsinasi dalam pendeposisian TiO2 terhadap nilai kelistrikan DSSC buah naga merah

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 4: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

4

Manfaat Tujuan

Penelitian Rumusan Masalah

Batasan Masalah

Latar Belakang

Struktur kristal TiO2

adalah anatase

Ukuran serbuk TiO2 sama

PH rendaman

larutan dye

konstan

Temperatur holding tetap

Deposisi TiO2 dengan teknik spin

coating

Intensitas cahaya

dianggap konstan

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 5: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

5

Batasan Masalah

Tujuan Penelitian

Rumusan Masalah

Latar Belakang Manfaat

Mempersiapkan prototype dye sensitised solar cell dalam skala laboratorium

Mendapatkan data mengenai temperatur dan waktu tahan yang tepat dalam pendeposisian TiO2 sebagai

lapisan oksida Dye Sensitized Solar Cell

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 6: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

SEL SURYA SILIKON

Target Luaran

8 dollar = 1 watt !!!

Silicon sintesis Rp 1.5 juta/kg

(MERCK)

Page 7: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Target Luaran

DYE SENSITIZED SOLAR CELL

SOLUSI YANG DITAWARKAN

Dimensi yang fleksibel

Page 8: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

8

Belum pernah dilakukan penelitian serupa

Mengandung antosianin (pewarna alami merah) yang

merupakan unsur penting dalam terbentuknya DSSC

yang berguna untuk mengabsorbsi spektrum

cahaya tampak

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 9: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

9

Tinjauan Pustaka

Manfaat Batasan Masalah

Latar Belakang

Tujuan Penelitian

Klasifikasi Sel Surya yang sejauh ini dikembangkan

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 10: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

10

Tinjauan Pustaka

Manfaat Batasan Masalah

Latar Belakang

Tujuan Penelitian

Dye Sensitized Solar Cell adalah suatu prototipe sel surya generasi ketiga yang dapat mengkonversi energi cahaya ke listrik dalam

skala molecular. Prinsip kerjanya berdasarkan proses photoelectrochemical. Dengan kata lain menggunakan prinsip

fotosintesis atau elektrokimia sederhana (Grätzel, 1998).

Gambaran umum Dye-sensitized solar cell

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 11: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

11

Mekanisme Dye Sensitized Solar Cell

Tinjauan Pustaka

Hasil & Pembahasan

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 12: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

12

1. Sensitizer menyerap photon dan elektron dari SC° (ground state) menuju level energi (tereksitasi) yang lebih tinggi SC* SCo + e- SC* 2. Penginjeksian elektron yang tereksitasi ke conduction band semikonduktor terjadi dalam waktu femtosecond (10-5 detik). Pada tahap ini molekul dye teroksidasi menjadi S+ 3. Elektron bergerak melalui poros TiO2 layer ke daerah konduktif dan mencapai counter elektrode. 4. Akibat adanya katalis pada counter elektroda Elektron kemudian ditransfer dari elektrolit triiodida ke yield dari iodida membentuk elektron hole (I3-).] 5. Iodida akan mereduksi SC+ ke bentuk awal SC°. 2SC+ + 3e- I3- + 2SCo

Tinjauan Pustaka

Manfaat Batasan Masalah

Latar Belakang

Tujuan Penelitian

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 13: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

13

Wongcharee (2007) Variabel : larutan dye Ekstrak buah pea mempunyai panjang gelombang 580-620 nm menghasilkan voltase sebesar 372 mV dan ekstrak bunga rosella yang mempunyai panjang gelombang 520 nm menghasilkan voltase 404 mV.

Hasil Penelitian Sebelumnya

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 14: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

• Chang (2010) membuat DSSC menggunakan TiO2 dengan menggunakan dye daun bayam dan daun ipomoea dengan temperatur ekstraksi 300C, 500C, 800C dan pH 1,2,3

14

Hasil Penelitian Sebelumnya

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 15: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

15

Untuk nilai panjang gelombang 410 nm (daun ipomoea) menghasilkan voltase 540 mV dan untuk nilai panjang gelombang 437 (daun bayam) menghasilkan voltase 550 mV.

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 16: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Optimasi Komposisi Lem pada PVC

Film dengan Metode Taguchi (Studi

Kasus: PT Karyaterang Sedati)

16

Jennis, Fanny, Isori, Sahat, Tri, Hariyati P., Diah S. (2012) Variabel : variasi waktu tahan kalsinasi 30 menit dan 60 menit Ekstrak kulit buah nagamempunyai panjang gelombang 458 nm menghasilkan voltase tertinggi sebesar 45.7 mV dan kuat arus senilai 0.0062 mA/cm2 pada perlakuan temperatur 3500C waktu tahan kalsinasi 60 menit.

Hasil Penelitian Sebelumnya

Page 17: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

17

Diagram Alir Penelitian

Hasil & Pembahasan

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Tinjauan Pustaka

START

PREPARASI

ALAT &

BAHAN

BUBUK TiO2

EKSTRAK 5 NATURAL DYE

(KULIT BUAH NAGA, BUAH NAGA,

KAYU SECANG, ANGKAK,

ROSELLA)

COUNTER ELEKTRODA

(SPUTTERING Pd/Au

COATING)

REDOKS

ELEKTROLIT (IODINE

+ KI + ACETONITRILE)

UJI BET

UJI ABSORBANSI

DYEPASTA TiO2

DEPOSISI TiO2

(SPIN COATING)

KALSINASI 3500C,

4500C, 550

0C

@30 MENIT

UJI XRD UJI SEM

ABSORBSI

LARUTAN DYE

KE TiO2

ASSEMBLING

SANDWICH

DSSC

PENGISIAN

ELEKTROLIT

PENGUJIAN

LISTRIK DSSC

ANALISIS

DATA

END

KALSINASI 3500C,

4500C, 550

0C

@30 MENIT

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 18: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Persiapan pasta TiO2

Pendeposisian pasta TiO2

Serbuk TiO2 Etanol Pasta TiO2

Kaca konduktif Pasta TiO2

Spin Coating

Coating TiO2

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 19: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

TEMPERATUR KALSINASI

350OC 450OC 550OC

Kalsinasi pasta TiO2

Persiapan Larutan Elektrolit

WAKTU TAHAN

30 MENIT DAN 60 MENIT

Coating TiO2 Furnace

Potassium Iodida

Iodine

Acetonitrile

Larutan Elektrolit

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 20: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Persiapan Ekstrak Larutan Dye Kulit Buah Naga

Coating Pd/Au

Buah naga merah

Asam Asetat

Aquades Etanol Dye buah naga merah

Kaca konduktif Sputtering Pd/Au

Kaca konduktif yang telah

disputtering Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO

2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 21: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Scanning Microscope Electron

(sample kaca konduktif 1 cm2 terdeposisi TiO2)

X-Ray Diffraction

(sample serbuk TiO2

seberat 3.5 gram)

BET Analyzer

(sample serbuk TiO2 seberat 3.5 gram)

UV Vis Spektrofotometer

(larutan ekstrak dye kulit buah naga 300 ml)

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 22: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

22

Pengujian Absorbansi

Gambar 3. Sample uji

absorbansi (a) buah naga, (b)

kulit buah naga, (c) rosella, (d) angkak, (e) kayu secang

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Tinjauan Pustaka

Hasil & Pembahasan

a b c d e

Grafik absorbansi dari ekstrak buah naga merah

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 23: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

23

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Tinjauan Pustaka

Hasil & Pembahasan

Grafik absorbansi dari ekstrak rosella Grafik absorbansi dari ekstrak kulit buah naga

Grafik absorbansi dari ekstrak angkak

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 24: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

24

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Tinjauan Pustaka

Hasil & Pembahasan

No Ekstrak Larutan Panjang

Gelombang (nm)

Absorbansi

(angstrom)

1. Buah Naga 538 3,300

2. Rosella 527 1,989

3. Angkak 490 2,100

4. Kulit Buah Naga 458 3,009

5. Secang 435 2,216 Grafik absorbansi dari ekstrak kayu secang

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 25: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Pengaruh Milling-Time & Temperatur Annealing Terhadap Struktur Mikro & Pembentukan Fasa Intermetalik

Al3Ti Hasil MA 25

Pola XRD pada lapisan Titanium Dioksida (TiO2) yang telah dikalsinasi dengan variasi temperatur (a-b) 350oC, (c-d) 450oC, (e-f) 550oC dan waktu

tahan 30 menit dan 60 menit

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Tinjauan Pustaka

Hasil & Pembahasan

Pengujian Absorbansi

Page 26: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Pengaruh Milling-Time & Temperatur Annealing Terhadap Struktur Mikro & Pembentukan Fasa Intermetalik

Al3Ti Hasil MA 26

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Tinjauan Pustaka

Hasil & Pembahasan

• Ukuran kristal berbagai temperatur dihitung menggunakan rumus Scherrer

D =

Dimana: K adalah tetapan scherrer (bernilai 0.9)

λ adalah panjang gelombang (Ǻ)

B adalah sudut garis difraksi di setengah tinggi maksimum difraksi (FWHM) (rad)

ө adalah sudut Bragg (o)

K λ__

B Cosө

Page 27: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Pengaruh Milling-Time & Temperatur Annealing Terhadap Struktur Mikro & Pembentukan Fasa Intermetalik

Al3Ti Hasil MA 27

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Tinjauan Pustaka

Hasil & Pembahasan

Temperatur

Waktu

Tahan

(menit)

Sudut θ Intensity Cos θ FWHM

derajat

FWHM

radian

Ukuran

Kristal (A)

350oC 30 menit 25.325o 3038.73 0.903892 0.1338 0.0023 64.98888

60 menit 25.357o 3173.9 0.903652 0.1224 0.0023 65.00607

450oC 30 menit 25.244o 2942.56 0.904498 0.1338 0.0023 64.94528

60 menit 25.339o 3072.26 0.90383 0.1338 0.0023 64.99333

550oC 30 menit 25.347o 3215.08 0.90372 0.1338 0.0023 65.00053

60 menit 25.343o 3084.92 0.903761 0.1338 0.0023 64.99827

Tabel nilai ukuran kristal (A) TiO2 dengan variasi perlakuan temperatur dan waktu tahan kalsinasi

Page 28: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Pengaruh Milling-Time & Temperatur Annealing Terhadap Struktur Mikro & Pembentukan Fasa Intermetalik

Al3Ti Hasil MA 28

Pengujian Scanning Electron Microscope

Hasil Foto SEM cross section Titanium Dioksida (TiO2) pada temperatur kalsinasi 450oC dengan perbesaran 10.000x

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Tinjauan Pustaka

Hasil & Pembahasan

Page 29: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

29

A

B

C

D

E

F

Hasil Foto SEM lapisan Titanium Dioksida (TiO2) pada temperatur kalsinasi (a-b)

350oC, (c-d) 450oC, (e-f) 550oC, waktu tahan (a,c,e) 30 menit

dan (b,d,f) 60 menit dengan perbesaran 10.000x

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 30: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Pengaruh Milling-Time & Temperatur Annealing Terhadap Struktur Mikro & Pembentukan Fasa Intermetalik

Al3Ti Hasil MA 30

Hasil Foto SEM lapisan Titanium Dioksida (TiO2) pada temperatur kalsinasi (a-b) 350oC, (c-d) 450oC, (e-f) 550oC, waktu tahan (a,c,e) 30 menit

dan (b,d,f) 60 menit dengan perbesaran 50.000x

A

B

C

D

E

F

Page 31: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

31

Hasil Uji BET dari TiO2 yang diberikan variasi temperatur

dan waktu tahan kalsinasi

Kesimpulan & Saran

Latar Belakang

Metodologi Penelitian

Tinjauan Pustaka

Hasil & Pembahasan

Temperatur

Kalsinasi (oC)

Waktu Tahan

(menit)

Luas permukaan

aktif (m2/gr)

350 30 6,619

60 8,853

450 30 7,033

60 8,992

550 30 8,797

60 9,384

Pengujian BET

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 32: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Pengaruh Milling-Time & Temperatur Annealing Terhadap Struktur Mikro & Pembentukan Fasa Intermetalik

Al3Ti Hasil MA 32

Tabel nilai voltase dari DSSC buah naga merah hari I s/d hari XV

Temperatur

Kalsinasi

Waktu

Tahan Nilai Voltase (miliVolt) per hari

I II III IV V VI VII VIII

350oC 30 menit 143 390 318 305 298 301 278 268

60 menit 215 500 467 456 378 323 298 276

450oC 30 menit 160 405 356 345 348 324 333 301

60 menit 250 515 489 467 432 425 399 367

550oC 30 menit 178 467 452 424 389 390 367 356

60 menit 333 562 509 498 478 487 480 475

Temperatur

Kalsinasi

Waktu

Tahan Nilai Voltase (miliVolt) per hari

IX X XI XII XIII XIV XV

350oC 30 menit 245 222 232 198 145 134 121

60 menit 247 234 254 221 201 208 198

450oC 30 menit 285 274 289 256 234 222 232

60 menit 333 323 301 299 278 280 284

550oC 30 menit 366 325 326 317 294 284 259

60 menit 456 434 398 389 378 379 368

Pengujian Kelistrikan

Page 33: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

33

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

350 (0.5 jam)

350 (1 jam)

450 (0.5 jam)

450 (1 jam)

550 (0.5 jam)

550 (1 jam) Nila

i Vo

ltas

e (m

iliV

olt

)

Waktu (hari)

Pada gambar di atas didapat hasil pengujian voltase dari DSSC buah naga terjadi kecenderungan penurunan nilai voltase yang dihasilkan dari hari

ke-3 sampai ke-15

Grafik hubungan variasi temperatur dan waktu tahan terhadap voltase DSSC buah naga

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 34: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

34

Tabel penurunan voltase dari DSSC buah naga hari III s/d hari XV

% Turunnya V = V (hari sebelum) – V (hari sesudah) x 100%

V (hari sebelum)

Hari III IV V VI VII VIII IX

Penurunan

Voltase (%) 8.74 3.59 6.53 4.20 4.34 4.07 6.04

Hari X XI XII XIII XIV XV

Penurunan

Voltase (%) 4.04 5.35 4.11 8.51 1.37 4.62

Menurut Pancaningtyas dan A. Maddu (2010), hal ini lebih disebabkan karena tingkat difusi I- yang rendah melalui matriks DSSC dan terjadi penguapan yang

mudah dari elektrolit cair. Selain itu, iodine yang merupakan komponen redoks dalam larutan elektrolit cair memiliki stabilitas yang rendah karena mudah

teroksidasi oleh udara.

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 35: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Optimasi Komposisi Lem pada PVC

Film dengan Metode Taguchi (Studi

Kasus: PT Karyaterang Sedati)

35

Temperatur

Kalsinasi

Waktu

Tahan Kuat Arus (miliAmpere/cm2) per hari

I II III IV V VI VII VIII

350oC 30 menit 0.056 0.05 0.061 0.057 0.034 0.047 0.046 0.059

60 menit 0.089 0.091 0.105 0.138 0.147 0.123 0.136 0.105

450oC 30 menit 0.065 0.067 0.072 0.103 0.122 0.116 0.106 0.098

60 menit 0.104 0.118 0.149 0.178 0.198 0.179 0.169 0.189

550oC 30 menit 0.157 0.192 0.226 0.257 0.287 0.279 0.262 0.253

60 menit 0.189 0.203 0.235 0.269 0.307 0.297 0.278 0.269

Temperatur

Kalsinasi

Waktu

Tahan Kuat Arus (miliAmpere/cm2) per hari

IX X XI XII XIII XIV XV

350oC 30 menit 0.04

9

0.05

6

0.05

9

0.04

5

0.03

6

0.04

1

0.04

3

60 menit 0.12

3

0.11

8

0.09

8

0.08

9

0.09

3

0.10

6

0.11

4

450oC 30 menit 0.09

9

0.08

9

0.08

3

0.07

6

0.06

8

0.07

9

0.08

1

60 menit 0.17

2

0.18

4

0.17

8 0.16

0.15

6

0.16

9

0.15

3

550oC 30 menit 0.26

6 0.23

0.24

5

0.19

5

0.18

2

0.20

5

0.22

3

60 menit 0.28

4

0.27

1

0.28

3

0.26

4

0.25

1

0.22

3

0.23

6

Tabel nilai kuat arus yang dihasilkan DSSC buah naga merah dari hari I s/d hari XV

Page 36: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

36

Waktu

(hari)

Nila

i Ku

at A

rus

(mil

iAm

pe

re/c

m2)

350 (0.5 jam)

350 (1 jam)

450 (0.5 jam)

450 (1 jam)

550 (0.5 jam)

550 (1 jam)

Dari gambar di atas terdapat kecenderungan naik turun pada nilai kuat arus yang dihasilkan dari hari pertama sampai hari ke-15. Hal ini disebabkan karena stabilitas dari komponen DSSC buah naga yang masih kurang optimal, terutama pada dye ekstrak buah naga yang sudah mulai terkikis semakin bertambahnya hari secara visual.

Grafik hubungan variasi temperatur dan waktu tahan

terhadap kuat arus DSSC buah naga

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 37: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

37

P (max) = V (max) x I (max)

No. Temperatur Waktu Tahan V (max) I (max) P (max)

1. 350oC 30 menit 390 mV 0.061 mA 23.7 mW

2. 350 oC 60 menit 500 mV 0.147 mA 73.5 mW

3. 450 oC 30 menit 405 mV 0.122 mA 49.4 mW

4. 450 oC 60 menit 515 mV 0.198 mA 101.9 mW

5. 550 oC 30 menit 467 mV 0.287 mA 134 mW

6. 550 oC 60 menit 562 mV 0.307 mA 172.5 mW

Daya yang dihasilkan DSSC buah naga merah

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 38: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Optimasi Komposisi Lem pada PVC

Film dengan Metode Taguchi (Studi

Kasus: PT Karyaterang Sedati)

38

No. Temperatur Waktu Tahan P (max) P (in) (%)

1. 350oC 30 menit 23.7 mW 480 mW 0.0123

2. 350 oC 60 menit 73.5 mW 480 mW 0.038

3. 450 oC 30 menit 49.4 mW 480 mW 0.025

4. 450 oC 60 menit 101.9 mW 480 mW 0.053

5. 550 oC 30 menit 134 mW 480 mW 0.069

6. 550 oC 60 menit 172.5 mW 480 mW 0.089

% = P (max)

P (in)

Efisiensi maksimum yang dapat dihasilkan oleh DSSC buah naga merah

Page 39: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Optimasi Komposisi Lem pada PVC

Film dengan Metode Taguchi (Studi

Kasus: PT Karyaterang Sedati)

39

Temperatur

Kalsinasi (oC)

Waktu

Tahan

(menit)

Luas

permukaan

aktif (m2/gr)

Voltase

(mV)

Kuat Arus

(mA)

350 30 6,619 143-390 mV 0.034-0.061 mA

60 8,853 215-500 mV 0.089-0.147 mA

450 30 7,033 160-405 mV 0.065-0.122 mA

60 8,992 215-515 mV 0.104-0.198 mA

550 30 8,797 178-467 mV 0.157-0.287 mA

60 9,384 333-562 mV 0.189-0.307 mA

Hubungan luas permukaan aktif terhadap nilai kelistrikan DSSC

Semakin tinggi temperatur dan waktu tahan kalsinasi yang diberikan akan membuat nilai voltase dan kuat arus yang dihasilkan oleh DSSC

semakin tinggi

Page 40: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Pengaruh Milling-Time & Temperatur Annealing Terhadap Struktur Mikro & Pembentukan Fasa Intermetalik

Al3Ti Hasil MA 40

Kesimpulan Latar

Belakang Tinjauan Pustaka

MetodologiPenelitian

Hasil & Pembahasan

Luas permukaan TiO2 semakin besar seiring bertambahnya temperatur dan waktu tahan kalsinasi yang diberikan.

Dalam uji kelistrikan DSSC, diperoleh nilai kelistrikan yang terbesar pada temperatur 5500C dan waktu tahan kalsinasi 60 menit yaitu nilai voltase 562 mV, kuat arus 0.307 mA.cm2

,dan efisiensi sebesar 0.089% dengan penurunan rentang voltase 1.31-8.74%

Nilai luas permukaan aktif berbanding lurus terhadap nilai kelistrikan DSSC buah naga merah

Page 41: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

Pengaruh Milling-Time & Temperatur Annealing Terhadap Struktur Mikro & Pembentukan Fasa Intermetalik

Al3Ti Hasil MA 41

Melakukan sintesis sendiri dalam pembuatan semikonduktor TiO2

sebagai lapisan oksidanya

Menggunakan wadah yang sesuai dimensi sebagai pelindung dalam

mengurangi terjadinya penguapan dye organik dan larutan elektrolit

terhadap sinar matahari

Saran Latar

Belakang Tinjauan Pustaka

MetodologiPenelitian

Hasil & Pembahasan

Menggunakan variasi powder fabrication untuk membuat

perbandingan dalam penentuan kristal dan persebaran partikel

Titanium Dioksida (TiO2), seperti mechanical alloying atau milling

Page 42: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

42

Daftar Pustaka

Chang, H., Wu, Chen, Huang, Jwo, Lo. 2010. “Dye-sensitized solar cell using natural dyes extracted from spinach and ipomoea”. Journal of Alloys and Compounds 495, 606-610 Chris, 2008.”Bahan Baku Keramik”. Fitiria, J., Adha, Fany, Sahat, Tri. 2012. “Studi Pemanfaatan Kulit Buah Naga sebagai Materi Sel Surya dengan Metode Dye Sensitized Solar Cell”. Laporan PKMP Jurusan Teknik Material dan Metalurgi ITS Goetzberger, A.,. 2005. “Photovoltaic Solar Energy Generation”. Grätzel, M. 1998. “Demonstrating electron transfer and nanotechnology : a natural dye-sensitized nanocrystalline energy converter”. Journal of Chemical Education. Handini, W., A. Herman. 2008. “Performa Sel Surya Tersensitasi Zat Pewarna (DSSC) Berbasis ZnO dengan Variasi Tingkat Pengisian dan Besar Kristalit TiO2”. Skripsi S1 Departemen Teknik Metalurgi dan Material, Universitas Indonesia Hao. S., Wu, Huang, Lin. 2006. ” Natural dyes as photosensitizers for dye-sensitized Solar Cell” . Journal of Solar Energy. Husni, H., 2010. “Kalsinasi”.

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 43: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

43

Daftar Pustaka

Kalyanasundaram, K., Grätzel, M. “Applications of functionalized transition metal complexes in photonic and optoelectronic devices”, Coordination Chemistry Reviews. 1998 Kreith, F. 1978. “Principles of Solar Engineering”. Washington: Mc Graw Book Company. Kristanto, D., 2009. “Buah Naga : Pembudidayaan di Pot dan di Kebun”. Penebar Swadaya. Jakarta. Luurtsema, A. Gregory. 1997. “Spin Coating for Rectangular substrates”. Thesis. Barkeley: University of California Maddu, A., Zuhri, Irmansyah. “Penggunaan Ekstrak Antosianin Kol Merah Sebagai Fotosensitizer pada Sel Surya TiO2 Nanokristal Tersensitisasi Dye”. Makara, Teknologi, Vol 11, No. 2 November 2007: 78-84 Pancaningtyas, L., 2010. “Peranan Elektrolit pada Performa Sel Surya Pewarna Tersensitisasi (SSPT)”. Surabaya : ITS Phattalung, Sutassana, Na., Smith, Michael, F.,& Limpijumnong, Sukit, 2006 “First Principles Study of Native Defects in Anatase TiO2.” Sandia National Laboratories. 2002. Light Absorbtion Creating Charge Carier. http://photovoltaics.sandia.gov (Diakses 20 Februari 2012) Septina, Wilman. 2007. “Pembuatan Prototipe Solar Cell Murah dengan Bahan Organik-Inorganik (Dye Sensitzed Solar Cell).” Laporan Akhir Penelitian Bidang Energi. Bandung : Institut Teknologi Bandung.

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 44: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

44

Daftar Pustaka

Sol Ideas Technology Department. 2007. How Dye-Sensitized Solar Cell Works. http://www.solideas.com/solrcell/howworks.html (Diakses 28 Februari 2012) Solaronix. How To Start With Dye Solar Cells http://www.solaronix.com/technology/guide/ (Diakses 20 Februari 2012) Sugiyono, 2002. “Kaji Numerik Proses di Dalam Kalsiner”.Bandung : Institut Teknologi Bandung. Tamaki,J. Z. Zhang, K. Fujimori, M. Akiyama, T. Harada, N. Miura,N. Yamazoe,“Grain-size effects in tungsten oxide- based sensor for nitrogen oxides”, J. Electrochem. Soc. 141 (1994) 2207–2210. Wang, S.H., Chou, T.C., dan Liu, C.C.,. “Nano-crystalline tungsten oxide NO2 sensor”. Journal Sensors and Actuators B 94 (2003) 343-351. Wongcharee, K., Meeyoo, Chavadej. “Dye-sensitized solar cell using natural dyes extracted from rosella and blue pea flowers”. Solar Energy Materials and Solar Cells 91 (2007) 566-571. Yuliarto, B. “Energi Surya : Alternatif Sumber Energi Masa Depan Indonesia”. Berita Iptek. 16 Februari 2006. http://www.indeni.org (Diakses Februari 2012) Zhang, Y., L. Wang, Liu, Zhai, Fan, D. Wang, Lin, Xie. “Synthesis Zn-doped TiO2 microsphores with enhanced photovoltaic performance and application for dye –sensitized solar cell”. Electrochimica Acta 56 (2011) 6517-6523

Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2

Sebagai Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) Dengan Dye Ekstrak Buah Naga Merah

Page 45: LAPORAN TUGAS AKHIRdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-26690-2708100047-Presentation.pdfLAPORAN TUGAS AKHIR Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor

TERIMA KASIH

Rabu , 11 Juli 2012