BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dye sensitized solar

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dye sensitized solar cells (DSSC) merupakan sel surya generasi ketiga. Dimana generasi pertama
sel surya menggunakan bahan semikonduktor silikon dengan ukuran bulk (orde µm) dan generasi kedua
berbahan semikonduktor inorganik dengan ukuran lapisan tipis (thin film). Dye sensitized solar cells
(DSSC) ini dikembangkan pertama kali oleh Grätzel pada tahun 1991 dengan efisiensi 11%. Grätzel
menjelaskan bahwa sel surya ini berasal dari perkembangan nanoteknologi menggunakan bahan TiO2.
Green pada tahun 2013 menjelaskan bahwa DSSC memiliki efisiensi lebih rendah yakni 6,5%. Penelitian
tentang pembuatan DSSC banyak diminati, hal ini dikarenakan beberapa kelebihan yakni fabrikasinya
sederhana dan merupakan piranti yang ramah lingkungan. DSSC menjadi konsep alternatif piranti
fotovoltaik transparan dan diminati.
Struktur DSSC terdiri dari beberapa komponen, antara lain: lapisan semikonduktor, pewarna
(dye), larutan elektrolit dan katalis. Lapisan semikonduktor dan katalis dilapisi pada FTO. Lapisan suatu
substrat elektoda kerja disebut katoda sedangkan lapisan katalis disebut anoda. Dye berfungsi sebagai
lapisan penyerap foton yang tereksitasi menjadi eksiton. Larutan elektrolit berfungsi sebagai medium
transport muatan atau pengganti elektron yang tereksitasi. Katalis berfungsi sebagai elektroda lawan
(Grätzel, 2003). TiO2 merupakan salah satu bahan semikonduktor yang digunakan dalam penelitian
DSSC. Dalam struktur DSSC bahan semikonduktor TiO2 berfungsi sebagai elektroda lawan dan menjadi
tempat melekatnya dye.
Titania atau Titanium (IV) Dioksida (TiO2) adalah bahan semikonduktor yang telah banyak
digunakan pada berbagai aplikasi; antara lain elektroda dalam sel surya, fotokatalis, sensor biologis dan
kimia, produk kesehatan hingga pigmentasi cat (Joshi dan Shirivastva, 2010).
Penggunaan TiO2 untuk elektroda dapat berbentuk: mesopori TiO2, TiO2 nanopartikel dan pasta
TiO2 . Mesopori TiO2 adalah TiO2 dengan tekstur padatan berpori memiliki permukaan spesifik yang
besar dan rongga mudah diakses dapat diaplikasikan penyerapan, pemisahan, dan optoelektronik (Wang,
2011). Nanopartikel TiO2 adalah partikel TiO2 dengan tekstur padat dengan ukuran dikisaran 10 nm-1000
nm dapat dengan mudah dipengaruhi oleh pilihan konstituen matriks (Singh et al., 2016). Pasta TiO2
transparan adalah TiO2 bertekstur solution kental dibuat dari bubuk TiO2 yang dilarutkan hingga sedikit
padat (kental) sehingga mudah diaplikasikan dalam sel surya transparan. Dye terdiri dari dua macam
yakni dye alami dan dye sintetis.
Aplikasi dari Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) salah satunya adalah solar window. Syarat utama
sebuah jendela yakni bersifat transparan. Bahan semikonduktor transparan biasanya menggunakan TiO2
transparan 18NRT. Semikonduktor ini dipilih, agar cahaya tetap masuk dalam ruangan. Keunggulan
semikonduktor ini diharapkan dye mampu menyerap foton sehingga fungsi DSSC bisa bekerja lebih
maksimal.
Variasi ketebalan dalam penggunaan TiO2 transparan menjadi hal yang perlu diteliti karena
semakin tebal maka transparan elektroda semakin berkurang, sehingga perlu dicari ketebalan yang
optimum. Pada variasi ketebalan memerlukan perlakuan waktu perendaman dye yang berbeda sesuai
ketebalan lapisan. Semakin tebal lapisan diperlukan waktu lebih lama untuk merendam ketebalan lapisan.
Penelitian ini difokuskan untuk mengetahui pengaruh variasi ketebalan lapisan semikonduktor TiO2 dan
pengaruh waktu perendaman dye.
1.2
Batasan Masalah
Batasan masalah diperlukan guna membatasi permasalahan agar penelitian lebih terarah. Batasan
masalahnya sebagai berikut:
1.
Elektroda kerja difabrikasi dengan menggunakan pasta TiO2 transparan tipe 18NR-T
2.
Larutan dye yang digunakan adalah Ruthenium N719.
3.
Pelapisan TiO2 menggunakan metode screen printing. Screen yang digunakan T-49
(Furqoni, 2016)
1.3
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan, maka dapat dirumuskan beberapa
masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh variasi ketebalan lapisan TiO2 dan waktu perendaman dye terhadap sifat
optik (absorbansi)?
2. Bagaimana karakteristik I-V
DSSC dengan variasi ketebalan lapisan TiO2
dan waktu
perendaman dye?
1.4
Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah maka dapat diambil beberapa tujuan dari penelitian ini:
1. Mendapatkan pengaruh variasi ketebalan lapisan TiO2 dan waktu perendaman dye terhadap sifat
optik (absorbansi).
2. Mendapatkan karakteristik
I-V DSSC dengan variasi ketebalan lapisan TiO2 dan waktu
perendaman dye.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Dapat menjadi suatu informasi baru mengenai variasi waktu perendaman dan ketebalan lapisan
yang terbaik dalam fabrikasi DSSC ukuran besar.
2. Dapat menjadi referensi penelitian selanjutnya dan sebagai inspirasi dalam pengembangan sel
surya transparan di Indonesia.