Efek Modifikasi π-Spacer dan Akseptor terhadap Sifat Elektronik dan Optik Galangin sebagai Zat Pemeka Sel Surya

Abstract

Energi matahari menjadi sumber energi listrik alternatif yang dapat dipanen menggunakan Dye Sensitized Solar Cells (DSSC). Eksplorasi sifat elektronik dan optik pewarna menjadi penting mengingat performansi DSSC bergantung juga pada performansi pewarna yang digunakan. Perbaikan performansi pewarna dapat dilakukan dengan memodifikasi strukturnya. Studi ini mengeksplorasi performansi galangin termodifikasi secara komputasi menggunakan DFT dengan level teori B3LYP dan basis set def2-SVP. Modifikasi dilakukan dengan memvariasikan tiofena dan furan sebagai π-spacer serta 4-etinil asam benzoat dan asam sianoasetat sebagai akseptor. Molekul dengan tiofena dan asam sianoasetat memiliki performansi paling baik ditinjau dari sifat elektroniknya. Sifat optiknya yang kurang optimal diatasi dengan memvariasikan jumlah gugus π-spacer yang digunakan. Molekul dengan 2 gugus tiofena memberikan performansi yang lebih baik lagi. Hal ini berkaitan dengan efektivitas delokalisasi elektron π pada tiofena dan kemampuan penarikan elektron yang dimiliki asam sianoasetat. Molekul ini sudah sangat layak untuk diterapkan sebagai pewarna, karena karakteristik elektronik dan optiknya sudah baik.

Solar energy is an alternative source of electrical energy that can be harvested using Dye-Sensitized Solar Cells (DSSC). Exploration of the electronic and optical properties of dyes is important because performance of DSSCs also depends on the dye’s performance. Performance of dye can be improved by modifying its structure. This study computationally explores the performance of modified galangin using DFT with B3LYP theory level and def2-SVP basis set. Modifications were made by varying thiophene and furan as π-spacers also 4-ethynyl benzoic acid and cyanoacetic acid as acceptors. Molecule with thiophene and cyanoacetic acid has the best performance in terms of their electronic properties. Its optical properties were overcomed by varying the number of π-spacer groups used. Molecules with 2 thiophene groups give even better performance. This is related to the effectiveness of π-electron delocalization in thiophene and the electron-withdrawing ability of cyanoacetic acid. This molecule is very feasible to be applied as a dye, because its electronic and optical characteristics are very good.