Sintesis dan Karakterisasi ZnO Nanorod untuk Aplikasi Dye Sensitized Solar Cell menggunakan Ekstrak Antosianin dari Buah Lampeni (Ardisia humilis Vahl)
Date
2014Author
Sumiarna, Gusti Putu Agus
Maddu, Akhiruddin
Irmansyah
Metadata
Show full item recordAbstract
Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) merupakan sel surya berbasis fotoelektrokimia menggunakan elektrolit sebagai medium transpor muatan. DSSC terdiri dari nanopori seperti ZnO atau TiO2, molekul dye yang terabsorbsi di permukaan ZnO atau TiO2 tersebut, dan katalis yang semuanya dideposisi diantara dua kaca konduktif. ZnO nanorod sebagai working electrode dapat meningkatkan kemampuan transportasi muatan dan meningkatkan absorbsi pewarna. Tujuan penelitian ini adalah memanfaatkan ektrak dye antosianin dari kulit buah Lampeni (Ardisia humilis Vahl) untuk DSSC. Struktur kimia dasar dari antosianin berupa kation tujuh hydroxyflavilium yang fungsi utamanya sebagai penyerap cahaya dan pembentuk warna. Buah Lampeni merupakan salah satu tumbuhan penghasil antosianin. Kulit buah ini menghasilkan zat pewarna untuk warna merah yang dapat diekstraksi dengan campuran larutan asam. Semakin rendah pH larutan ekstraksi maka koefisien distribusi semakin tinggi dan semakin banyak dinding vakuola yang pecah sehingga pigmen antosianin semakin banyak yang terekstraksi. Tetapi antosianin merupakan senyawa fenolik yang labil dan mudah rusak akibat pemanasan, sehingga berakibat pada penurunan biaoktivitasnya. Transparansi yang tinggi pada bahan ZnO karena perbedaan antara energi foton dan energi gap semakin besar menyebabkan serapan turun (transmitansi naik). Berdasarkan pada hasil penelitian untuk ketiga variasai konsentrasi basa 1, 2, dan 3 M menghasilkan semikonduktor ZnO dengan konsentrasi basa 3 M adalah yang paling transparan dengan nilai band gap yang lebih besar dari keduanya. Hasil ini sesuai untuk DSSC yang baik adalah semikonduktor yang cukup transparan agar cahaya dapat menembus hingga lapisan deplesi. Sehingga dapat mengeksitasi elektron untuk dapat diinjeksi ke semikonduktor ZnO. Pola difraksi sinar-X serbuk ZnO keseluruhan sampel memperlihatkan puncak tajam difraksi pada tiga puncak 31o, 34o dan 36o telah menunjukkan kesesuaian dengan data JCPDS no. 36-1451. Hasil ini sesuai dengan struktur heksagonal atau wurtzite kristal ZnO. Hasil pengamatan dengan SEM (Scan Electron microscope) menunjukkan serbuk ZnO dengan konsentrasi KOH 3 M, memperlihatkan batang-batang (rods) ZnO yang terbentuk lebih panjang dengan rata-rata ukuran kristal 23.403 Å dan energi gap sekitar 3.3 eV. Menghasilkan efisiensi sel surya sekitar 0.03 % dengan fill factor 0.25 dan daya maksium sebesar 12.8 μWatt. Ini hasil terbaik dalam penelitian ini yang membuktikan bahwa konsentrasi basa pada larutan prekursor sangat mempengaruhi terbentuknya sruktur kristal ZnO. Hal ini disebabkan banyaknya rongga yang terbentuk disela-sela partikel ZnO sehingga memberikan ruang lebih untuk molekul dye yang berikatan lebih banyak dengan partikel ZnO.