Templat tesis dan disertasi

28
Simpulan
Hasil modifikasi dye yang menggantikan unsur logam inti klorofil (Mg)
dengan unsur ion logam Zn2+ dan Cu2+ yang kemudian dikombinasikan dengan
nanopartikel ZnO mengubah daerah serapan ZnO menjadi lebih lebar dari daerah
UV ke visibel. Untuk aplikasi sel surya yang dikombinasikan dengan elektrolit
padat CuSCN ke dalam bentuk sel surya hibrid, didapatkan bahwa dye Cu-feofitin
menghasilkan nilai fill factor 55% lebih besar dari jenis dye klorofil dan Znfeofitin. Besarnya nilai Vmaks sangat dipengaruhi oleh kualitas dye yang digunakan
yang terkait dengan stabilitas. Rendahnya nilai Voc sangat dipengaruhi oleh
kosentrasi dari dye, mengakibatkan rendahnya daya maksimum yang dihasilkan
akibat penurunan rendahnya tegangan
maksimum sehingga arus
maksimumnyapun akan rendah.
5 PEMBAHASAN UMUM
Subtitusi ion logam Zn2+ dan Cu2+ ke dalam pusat klorofil telah memberikan
pengaruh terhadap posisi dan pola serapan serta memberikan tingkat stabilitas
yang baik pada klorofil. Klorofil yang telah tersubtitusi dengan ion logam
mengalami pergeseran ke daerah biru dengan daerah serapan yang lebih luas.
Pergeseran pada daerah serapan ini tentu saja mengakibatkan terjadinya perbedaan
dalam transfer muatan pada keadaan HOMO dan LUMO. Sesuai teori bahwa
transfer elektron pada HOMO dan LUMO tergantung pada tingkat energi
ionisasinya (Xu et al. 2010), Ini dikarenakan oleh muatan inti dalam klorofil yang
berbeda setelah subtitusi. Sedangkan pelebaran serapan yang dihasilkan setelah
subtitusi mengindikasikan jumlah spektrum yang terserap masing-masing dye.
Banyaknya jumlah spektrum yang terserap ini akan mempercepat elektron untuk
tereksitasi dari keadaan dasar ke keadaan yang lebih tinggi. Hasil subtitusi ion
logam pada klorofil juga telah menyebabkan penurunan absorbansi yang
mengindikasikan pada jumlah kosentrasi. Kosentrasi yang rendah mengakibatkan
jumlah muatan yang terkandung di dalam dye telah berkurang.
Kombinasi antara ZnO/klorofil dalam bentuk film hibrid, telah
menyebabkan perubahan pola serapan pada ZnO yang menjadi lebih lebar,
sehingga lebih banyak spektrum yang terserap. Dalam kombinasi antara
ZnO/klorofil-CuSCN pada bentuk sel surya hibrid telah membangkitkan tegangan
terbuka (Voc) yang berbeda untuk setiap dye yang digunakan. Perbedaan nilai
tegangan yang dihasilkan ini kemungkinan besar disebabkan oleh kosentrasi
untuk masing-masing dye yang berbeda. Perbedaan nilai kosentrasi ini, telah
ditandai dengan menurunnya nilai absorbansi yang dihasilkan.
Hasil karakterisasi sel surya hibrid ZnO/klorofil-CuSCN memperlihatkan
bentuk kurva I-V yang berbeda pada masing-masing karakterisasi setiap sel.
Klorofil tanpa modifikasi memperlihatkan bentuk yang kurang ideal meskipun
tegangan terbukanya (Voc) lebih tinggi dari yang lainnya. Ini kemungkinan
disebabkan oleh rekombinasi prematur, yang mana saat klorofil lebih cepat
29
mengalami degradasi. Sedangkan untuk klorofil yang tersubtitusi dengan logam,
tampak memperlihatkan bentuk kurva lebih stabil yang ditandai dengan nilai fill
factor (FF) yang dihasilkan, meskipun nilai efisiensinya lebih rendah dari klorofil
modifikasi.
Secara khusus mekanisme terbentuknya arus dapat dilihat pada Gambar 18,
yaitu diawali dengan penyerapan foton pada material organik sehingga
menghasilkan pasangan muatan antara elektron dan hole bebas yang disebut
eksiton. Eksiton akan tereksitasi ke level yang lebih tinggi bila mendapat energi
yang cukup, artinya enegi foton yang diberikan harus lebih besar atau sama
dengan energi dalam eksiton. Eksiton yang tereksitasi akan berdifusi ke inter face
sehingga terjadi pemisahan muatan antara elektron dan hole akibat medan listrik
yang disebabkan oleh beda muatan. Selanjutnya elektron dan hole akan bergerak
menuju elektroda masing-masing. Dalam perjalanannya menuju elektroda,
elektron harus terfasilitasi dengan baik, disinilah peranan elektrolit sangat
dibutuhkan. Elektron yang telah mencapai elektrodanya akan siklus kembali
menuju elektroda hole sehingga membentuk pasangan elektron hole atau eksiton.
Secara rinci proses ini dapat digambarkan pada diagram Gambar 18 dibawah ini.
(Desai et al. 2012)
Gambar 18. Mekanisme transpor elektron pada sel srya hibrid
Beberapa hasil penelitian yang telah dilakukan dalam bentuk sel surya
hibrid, merupakan kombinasi dari ZnO dengan dye sintetis dapat dilihat pada
Tabel 3. Bila dibandingkan antara hasil eksperimen dengan penelitian sebelumnya,
klorofil yang termodifikasi dengan logam sangat mungkin untuk dikembangkan
lebih lanjut baik dari sisi stabilitas I-V maupun efisiensi. Khusus untuk klorofil
yang termodifikasi dengan logam Cu memiliki nilai fill factor yang lebih tinggi
akan tetapi nilai efisiensi masih terlalu rendah, sehingga perlu dilakukan upaya
untuk meningkatkan kosentrasi ketika dalam bentuk Cu-feofitin.