tesis - · pdf fileharus seijin dan menyertakn tim pembimbing sebagai author dan pps uns...
If you can't read please download the document
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
STUDI KAJIAN DYE KANDUNGAN BETA-KAROTEN DAN
OPTIMASINYA SEBAGAI DYE SENSITIZED SOLAR CELLS (DSSC)
TESIS
Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister
Program Studi Ilmu Fisika
Oleh
BOISANDI
NIM S911108002
PROGRAM STUDI ILMU FISIKA
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2014
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
i
PERNYATAAN ORIENTASI DAN PUBLIKASI TESIS
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:
1. Tesis yang berjudul: STUDI KAJIAN DYE KANDUNGAN BETA-KAROTEN
DAN OPTIMASINYA SEBAGAI DYE SENSITIZED SOLAR CELLS
(DSSC) ini adalah karya penelitian saya sendiri bebas plagiat, serta tidak terdapat
karya yang pernah diajukan orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta
tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain
kecuali secara tertulis digunakan sebagian acuan dalam naskah ini dan disebut
dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila di kemudian hari terbukti
terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya sedia menerima sanksi sesuai
ketentuan peraturan perundang-undangan (Permendiknas No. 17, tahun 2010)
2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah lain
harus seijin dan menyertakn tim pembimbing sebagai author dan PPs UNS sebagai
institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (enm bulan
sejak pengesahan Tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau
keseluruhan Tesis ini, maka Prodi Ilmu Fisika PPs-UNS berhak
mempublikasikannya pada jurnal ilmuyah pada jurnal ilmiyah yang diterbitkan
oleh Prodi Ilmu Fisika PPs-UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari
ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang
berlaku.
Surakarta, 6 Januari 2014
Materai Rp 6.000
Boisandi
S911108002
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
DAFTAR ISI
Pernyataan Orientasi Dan Publikasi Tesis
Kata Pengantar ....
Daftar Isi ......................
Daftar Tabel ......
Daftar Gambar ...
Daftar Lampiran ...........................
Abstrak .....
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .
1.2 Batasan Masalah ...
1.3 Rumusan Masalah ....
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian .
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Sel Surya .
2.1.1 Prinsip Operasi Persambungan p-n ..
2.2 Dye Sensitized solar Cell (DSSC) ......
2.2.1 Substrat Oksida .......................
2.2.2 Elektroda Kerja ...........................
2.2.3 Pewarna (dye)......
2.2.4 Elektrolit .............................
2.2.5 Elektroda Lawan .....
i
ii
iv
vii
viii
xi
xii
1
2
3
3
4
5
5
8
8
8
11
14
14
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
2.2 Prinsip Operasi DSSC ..
2.4 Karakterisasi ......
2.4.1 Karakterisasi Arus-Tegangan (I-V) DSSC .....
2.4.1.1 Tegangan Rangkaian Terbuka .......
2.4.1.2 Arus Hubungan Singkat ................
2.4.1.3 Fill Factor (FF) .......
2.4.1.4 Efisiensi Konversi Foto Listrik
2.4.2 Pengukuran Sifat Optik ..........................
2.4.3 Konduktivitas Listrik ..............................................................................
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ....
3.2 Diagram Penelitian ........................................
3.3 Persiapan .......................................
3.4 Ekstraksi Dye Organik alam ...
3.5 Karakterisasi Dye Organik Alam
3.5.1 Karakterisasi Optik (Spektrum Absorbansi) .
3.5.2 Karakterisasi Listrik (Fotokonduktivitas) .....
3.6 Elektrolit DSSC ..........................................................................................
3.7 Lapisan ..............................................................................................
3.7.1 Slip Casting ..........................................................................................
3.7.2 Karakterisasi Lapisan ..................................................................
3.7.3 Karakterisasi Lapisan /dye ............................................................
3.8 Fabrikasi DSSC ..........................................................................................
15
18
19
20
20
21
22
22
24
25
25
26
26
27
27
27
29
29
29
30
30
30
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
3.9 Karakterisasi Arus-Tegangan (I-V) DSSC ................................................
3.9.1 Pengujian Dengan Rangkaian ...............................................................
3.9.2 Pengujian Dengan Keithley 2600A .......................................................
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Karakteristik Optik (Spektrum Absorbansi) .............................................
4.2. Karakteristik Listrik (Fotokonduktivitas) ..................................................
4.3 Fabrikasi Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) .....
4.4 Karakteristik Arus-Tegangan (I-V) DSSC .....
4.4.1 Optimasi Pelarut Ekstraksi dan Rendaman Lapisan
4.4.2 Optimasi Rendaman Melinjo Alam Menggunakan Pelarut Etanol
................................................
4.4.3 Optimasi Temperatur Anil Lapisan ..
4.4.4 Pengaruh Elektroda Grafit Terhadap Arus-Tegangan (I-V) DSSC ...
4.4.5 Perbandingan Dye-Melinjo Dengan Beta-Karoten Pada DSSC ....
BAB V ESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimplan ..
5.2 Saran ....
Daftar Pustaka ...
Lampiran ...
31
31
32
33
37
40
41
41
46
48
50
51
57
58
59
63
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pita energi pembawa muatan mayoritas semikonduktor tipe-p
dan tipe-n ...........................................
Gambar 2.2. (a) Skema persambungan p-n dan (b) Diagram pita energi
dalam kesetimbangan termal .
Gambar 2.3 Skema aliran muatan persambungan p-n di bawah
pencahayaan ...................................................
Gambar 2.4 Perubahan ukuran partikel anatase dan rutil sebagai fungsi
dari temperatur anil ........................
Gambar 2.5 Skema fotoeksitasi yang diikuti oleh deeksitasi pada
permukaan semikonduktor ........................................
Gambar 2.6 Struktur beta-karoten ..
Gambar 2.7 Skema operasi DSSC berbasis dye ruthenium (N3) .........
Gambar 2.8 Tipikal kurva arus-tegangan (I-V) DSSC ......
Gambar 2.9 Rangkaian ekivalen yang disederhanakan untuk DSSC dengan
memperhitungkan resistansi seri dan resistensi shunt
Gambar 2.10 Skema hukum Lambet-Beer memperlihatkan penurunan
energi radiasi akibat penyerapan ...............................
Gambar 3.1 Diagram alir tahapan penelitian DSSC berbahan dye organik
alam ..............................................................
Gambar 3.2 Skema pengukuran arus-tegangan (I-V) menggunakan
5
6
7
9
10
11
15
20
21
23
25
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
ElKahfi 100/I-V meter ..
Gambar 3.3 Skema rangkaian arus dan tegangan menggunakan
Amperemeter ( ), Voltmeter ( ) dan variabel resistor dalam
karakterisasi arus-tegangan (I-V) DSSC .....
Gambar 3.4 Skema pengukuran arus-tegangan (I-V) DSSC kondisi terang
dengan menggunakan Keithley 2600A ..
Gambar 4.1 Spektrum absorbansi dye organik alam dalam pelarut N-
heksan ....
Gambar 4.2 Spektrum absorbansi dye dari kulit merah buah melinjo
dalam konsentrasi berbeda .........
Gambar 4.3 Spektrum absorbansi dye-melinjo dan beta-karoten
Gambar 4.4 Spektrum absorbansi anatase ..
Gambar 4.5 Spektrum absorbansi anatase/dye-melinjo dan spektrum
absorbansi anatase/beta-karoten .......
Gambar 4.6 Kurva arus-tegangan (I-V) dari dye-melinjo dan beta-karoten
keadaan gelap dan di bawah penyinaran Lampu halogen
intensitas 100 .........................................................
Gambar 4.7 Kurva arus-tegangan DSSC terhadap lama rendaman lapisan
ke dalam dye-melinjo menggunkan pelarut N-heksan
..
Gambar 4.8 Kurva arus-tegangan (I-V) DSSC terhadap lama rendaman
lapisan ke dalam dye-melinjo menggunkan pelarut
aseton .....................................................................
28
31
32
33
35
35
36
37
39
42
42
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit t