Efek Fotovoltaik Pada Sel Fotoelekttrokimia

1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Saat ini, kebutuhan energi yang
semakin besar menyebabkan gencarnya
pemakaian beragam sumber energi
listrik. Sumber energi alternatif sebagai
pengganti bahan bakar fosil yang mulai
dikembangkan adalah sumber energi
alam seperti energi surya, angin,
gelombang, dan perbedaan suhu air laut.
Sumber-sumber tersebut dipilih karena
bersih, tidak berpolusi, aman, dan
persediaannya tidak terbatas.1
Sel surya adalah piranti elektronika
yang dapat mengonversi energi surya
menjadi energi listrik melalui fenomena
yang dikenal dengan efek fotovoltaik.
Efek fotovoltaik yaitu konversi energi
cahaya menjadi energi listrik secara
langsung. Efek fotovoltaik diamati
pertama kali oleh Edmond Becguerel
(1839) yang menemukan bahwa suatu
material tertentu (di dalam sel
elektrokimia)
akan
menghasilkan
sejumlah kecil arus listrik bila disinari
dengan cahaya. Selanjutnya, hasil
pengamatan Becguerel dikembangkan
oleh ahli-ahli lain, seperti Heinrich
Hertz (1870) yang mendemonstrasikan
sel fotovoltaik padat dari bahan
selenium
(semikonduktor)
dengan
2
efisiensi 1% sampai 2%.
Sel surya menghasilkan tegangan
listrik bergantung pada intensitas cahaya
dan bahan semikonduktor yang dipakai.
Komponen dasar piranti sel surya adalah
bahan
semikonduktor,
sedangkan
strukturnya memanfaatkan fenomena
persambungan semikonduktor seperti
diode p-n(persambungan semikonduktor
tipe-p dan semikonduktor tipe-n), dioda
Schottky (persambungan logam dengan
semikonduktor) dan fotoelektrokimia
(persambungan semikonduktor dengan
elektrolit).3
Sel surya yang dapat diproduksi
secara massal dengan biaya rendah
adalah sel surya yang dibuat dari film
tipis semikonduktor (thin film solar
cells). Usaha untuk menurunkan harga
panel sel surya dapat dilakukan dengan
menaikkan efisiensi (konversi) dari sel
tersebut
yaitu
parameter
yang
menyatakan prosentase dari besarnya
energi listrik yang bisa dihasilkan oleh
sel surya dibandingkan dengan besarnya
energi cahaya yang diterima.1
Semikonduktor dengan celah energi
yang relatif kecil dan koefisien absorpsi
yang tinggi cocok digunakan untuk sel
surya.4 Timah sulfida merupakan
senyawaan timah dengan belerang yang
fase mineralnya dapat berbentuk SnS
(timah (II) sulfida) dan SnS2 (timah (IV)
sulfida).5 Senyawa timah sulfida
digunakan sebagai penyerap cahaya
dalam semikonduktor karena memiliki
koefisien absorpsi yang tinggi (> 104
cm-1) dan rentang celah energi 1.3-2.4
eV. Celah pita untuk transisi langsung
dan tidak langsung dapat berbeda
tergantung pada kondisi sintesis dan
lamanya deposisi.6,7 Beberapa metode
deposisi yang pernah digunakan untuk
menghasilkan film timah sulfida
diantaranya: electrodeposition, spray
pyrolysis , co-evaporation, sputtering,
dan chemical bath deposition (CBD).6,8,9
Penelitian
ini menggunakan teknik
deposisi chemical bath deposition
(CBD) untuk pembuatan film timah
sulfida yang dibentuk di atas substrat
kaca transparent conducting oxide
(TCO). TCO merupakan kaca yang
memiliki lapisan konduktif pada salah
satu permukaannya. Kaca TCO yang
digunakan adalah jenis indium tin oxide
(ITO).10,11
Tujuan Penelitian
1. Membuat film timah sulfida.
2. Melakukan karakterisasi struktur
kristal
menggunakan
X-Ray
Diffractometer.
3. Melakukan karakterisasi serapan
optik menggunakan Spectrophotometer UV-Vis.
4. Melakukan
karakterisasi
arustegangan
pada
sistem
sel
fotoelektrokimia berbasis elektrolit
polimer padat kitosan/PEG/KI+I2
menggunakan I-V meter untuk
1