Pembuatan dan karakterisasi sel surya TiO2 tersensitisasi dye dengan elektrolit padat berbasis polimer

Abstract

Penggunaan elektrolit polimer pada aplikasi alat elektrokromik dan sel fotoelektrokimia dapat mencegah kebocoran larutan elektrolit dan mengatasi permasalahan sealing (penyegelan). Karakterisasi pada penelitian dilakukan menggunakan prototipe sel surya TiO₂ tersensitisasi dye dengan elektrolit padat berbasis polimer, dengan polietilen glikol 4000 (PEG 4000) sebagai matriks. Fotoelektrode dari sel surya fotoelektrokimia ini terdiri dari lapisan TiO₂ yang mengandung lapisan tunggal dye yang teradsorbsi, lapisan elektrolit polimer dengan mediator redoks [1/1] sebagai hole transfor, dan elektrode counter. Proses fotoelektrokimia pada sel surya tersensitisasi dye merupakan siklus yang mengkonversi energi cahaya menjadi energi listrik secara langsung. Puncak-puncak kristal hasil karakterisasi XRD menunjukan bahwa struktur TiO₂ yang terbentuk adalah polikristal anatase dengan nilai hkl pada 20 adalah 20 = 25,337 (101), 20 = =36,985 (103), 2037,798 (004), 2038,611 (112), 20 = 48,038 (200), 20 = 53,998 (105), 20 56,136 (211), 20 = 62,775 (213), 20 = 68,789 (116), 20 70,523 (220), 20 = 74,207 (107) dan 20 = 75,182 (215). Parameter kisi dari kristal anatase adalah a=4,1022 dan c=9.7118, dengan ukuran kristal 33,66nm. Penelitian ini menggunakan tiga buah sampel sel surya [sampel I (15 tetes iodolyte), sampel II (15 tetes iodolyte), dan sampel III (20 tetes iodolyte)] dengan luas penampang sel surya TiO₂ yang disinari 1x1,5 cm² dan jarak antara sel surya dan sumber cahaya 23 cm. Intensitas lampu yang digunakan adalalı 4 mW/cm². Molekul dye yang digunakan pada penelitian memiliki spesifikasi dye ruthenium kompleks 47, melalui karakterisasi absorbans menggunakan spektrofotometer UV-VIS diperoleh nilai absorbans maksimum molekul dye adalah 0,358 pada panjang gelombang 466 nm, merupakan panjang gelombang biru. Hasil karakterisasi arus-tegangan diperoleh efisiensi konversi ketiga sampel sel surya adalah sampel 1 (0,09%), sampel II (0,06%), dan sampel III (0,05%). Nilai efisiensi dapat dipengaruhi beberapa faktor, diantaranya resistansi sel, ketebalan lapisan TiO₂, dan molekul, dan molekul dve yang digunakan.