1

Karakterisasi Dye Organik Alam Dan Ruthenium (N719)

Sebagai Fotosensitizer Dalam Dye Sensitized Solar Cells

(DSSC)

TESIS

Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister

Program Studi Ilmu Fisika

Oleh :

HARDANI

NIM S911302002

PROGRAM STUDI ILMU FISIKA

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

5 februari 2015

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI TESIS

Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa:

1. Tesis yang berjudul: “KARAKTERISASI DYE ORGANIK ALAM DAN

RUTHENIUM (N719) SEBAGAI FOTOSENSITIZER DALAM DYE

SENSITIZED SOLAR CELLS (DSSC)” ini adalah karya penelitian saya sendiri

dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang

lain untuk memperoleh gelar akademik, serta tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis digunakan

sebagai acuan dalam naskah dan disebutkan dalam sumber acuan serta daftar

pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini,

maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-

undangan (Permendiknas No. 17, Tahun 2010).

2. Publikasi sebagian atau keseluruhan dari isi Tesis ini pada jurnal atau forum ilmiah

lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan PPs-UNS

sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester (enam

bulan sejak pengesahan tesis) saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau

keseluruhan tesis ini, maka PPs-UNS berhak mempublikasinnya pada jurnal ilmiah

yang diterbitkan oleh Prodi Ilmu Fisika PPs-UNS. Apabila saya melakukan

pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi

akademik yang berlaku.

Surakarta, Januari 2015

Mahasiswa

Hardani

S911302002

i

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

KATA PENGANTAR

Segala puji hanya bagi Allah SWT, atas berkat rahmat, taufik dan hidayah-Nya,

sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul, “Karakterisasi Dye Organik

Alam dan Ruthenium (N719) Sebagai Fotosensitizer Dalam Dye Sensitized Solar Cells

(DSSC) ”. Penyusunan tesis ini bertujuan untuk memenuhi sebagian persyaratan guna

memperoleh gelar Magister pada Program Studi Ilmu Fisika Progam Pascasarjana

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang banyak membantu

dalam penulisan tesis ini, terutama kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S, selaku Direktur Program Pascasarjana

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak Prof. Drs. Cari, M.Sc., M.A., Ph. D, selaku Ketua Program Studi Ilmu Fisika

Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta, sekaligus sebagai Pembimbing I

yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis untuk dapat

menyelesaikan tesis ini.

3. Bapak Dr. Agus Supriyanto, M.Si, selaku pembimbing II yang telah memberikan

bimbingan dan arahan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tesis ini.

4. Bapak/Ibu Dosen Program Studi Ilmu Fisika Pascasarjana Universitas Sebelas

Maret Surakarta yang telah memberikan pendidikan dan pengajaran dalam bidang

fisika.

5. Hibah Penelitian Pascasarjana yang telah mendanai penelitian penulis melalui

Program Hibah Pascasarjana Universitas Sebelas Maret (PPS-UNS) dengan nomer

kontrak 301A/ UN27/ PN/ 2014.

6. Kedua orang tua (khusus untuk Ibu ku tercinta), keluarga dan orang tersayang yang

selalu mendoakan dan memberikan semangat dan motivasi.

7. Rekan-rekan sejawat magister ilmu fisika angkatan Februari 2013, penulis

mengucapkan terima kasih atas kritik dan saran pada tesis ini.

8. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tesis ini.

ii

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

Penulis menyadari bahwa dalam tesis ini masih terdapat kekurangan dan

kesalahan, hal ini dikarenakan kemampuan penulis yang sangat terbatas. Oleh karena

itu, dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun sebagai acuan tahapan penulisan selanjutnya.

Penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Surakarta, Januari 2015

Penulis

iii

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

DAFTAR ISI

Pernyataan Orisinalitas Dan Publikasi Tesis…………………………………...

Kata Pengantar .………………………………………………………...……...

Daftar Isi ………….…………………………………………….......................

Daftar Tabel ……..….……………………………………………………….....

Daftar Gambar ……………………………………………….………………...

Daftar Lampiran ……...………………………………………...........................

Daftar Simbol…………………………………………………………………..

Abstrak ..……………………………………………………………………......

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah ………………………………………………….

1.2 Batasan Masalah ………………………………………….……………..

1.3 Rumusan Masalah ………………………………………...…………….

1.4 Tujuan Penelitian …………………………………………………………

1.5 Manfaat Penelitian ……………………………………………………….

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dye Sensitized solar Cell (DSSC) ……………………………......……….

2.1.1 Substrat Oksida ……….…………………………………......................

2.1.2 Elektroda Kerja …….…………………………………..........................

2.1.3 Pewarna (dye) Organik Alam……….………………………………….

2.1.4 Pewarna (dye) Organik Sintesis Ruthenium (N719)…………………...

2.1.5 Elektrolit ……………………………………..….….….........................

2.1.6 Elektroda Lawan ………………………………………...……………..

2.2 Prinsip Operasi DSSC .…………………………….…………………….

i

ii

iv

vii

viii

xi

xii

xiii

1

5

5

5

6

7

8

8

10

15

17

17

18

iv

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

2.3 Karakterisasi ………………………………...…………..……………….

2.3.4 Karakterisasi Arus-Tegangan (I-V) DSSC ……………..……….……..

2.3.4.1 Tegangan Rangkaian Terbuka(𝑉𝑂𝐶)………...…….………………...

2.3.4.2 Arus Hubungan Singkat (𝐼𝑆𝐶) …..…………………………..............

2.3.4.3 Fill Factor (FF)……….………………………………….……..…...

2.3.4.4 Efisiensi Konversi Foto Listrik (휂𝑒𝑓 ) …………………………………

2.3.5 Pengukuran Sifat Optik …….………………………….........................

2.3.6 Konduktivitas Listrik ..............................................................................

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian …………………..….…………………….

3.2 Alat dan Bahan Penelitian…………………………………………………

3.3 Diagram Alir Penelitian ……………………….….….................................

3.3.1 Persiapan ……………………………….….…......................................

3.3.2 Ekstraksi dye organik alam dan dye ruthenium kompleks (N719)……..

3.3.3 Pembuatan pasta TiO2………………………………………………….

3.3.4 Pembuatan elektroda kerja…………………. ………………………….

3.3.5 Pembuatan larutan elektrolit…………….. ……………..……………...

3.3.6 Pembuatan elektroda lawan……………………………………………

3.4 Fabrikasi DSSC ...........................................................................................

3.5 Karakterisasi dye organik alam dan dye ruthenium kompleks (N719)........

3.5.1 Karakterisasi Optik (Spektrum Absorbansi)............................................

3.5.2 Karakterisasi Listrik (Fotokonduktivitas) ...............................................

3.6 Pengujian karakteristik I-V DSSC ...............................................................

21

21

22

23

23

24

25

26

28

28

29

30

31

31

32

32

33

33

34

34

34

35

v

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakterisasi Absorbansi Dye Organik Alam dan Dye Ruthenium (N719)

4.2 Karakterisasi I-V Elektrolit……………………………………………….

4.3 Karakteristik Konduktivitas dye organik alam dan dye ruthenium (N719)..

4.4 Karakterisasi I-V DSSC…………………………………………………...

1. Uji performa DSSC menggunakan variasi pelarut………...…………....

2. Uji performa DSSC dye organik alam dan dye ruthenium (N719)

dengan variasi konsentrasi …………………………………………….

3. Uji performa DSSC variasi metode pendeposisian TiO2………………

4. Uji performa DSSC variasi intensitas pencahayaan…………………

5. Karakteristisasi I-V DSSC hasil optimasi…………………………...

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ……………….……………. …………………………………

5.2 Saran …………………….………………………………………………...

Daftar Pustaka

Lampiran

37

51

52

61

61

62

66

67

70

72

73

vi

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Beberapa Hasil Penelitian DSSC dalam Skala Laboratorium...........

Tabel 2.1 Nama Semi-sistematis karotenoid (Cuttriss dan Pogson, 2004)…

Tabel 2.2 Pelarut organik (Lide, 2004)……………………………………...

Tabel 4.1 Panjang Gelombang berbagai warna (Sumber : Adam)………….

Tabel 4.2 Puncak spektrum absorbansi dye organik alam dan warna larutan

dalam etanol…………………………………………….

Tabel 4.3 Hasil Konduktivitas Elektrolit …………………………………..

Tabel 4.4 Hasil Konduktivitas Dye Organik Alam ………………………...

Tabel 4.5 Nilai konduktivitas dye Ruthenium (N719) ………………….....

Tabel 4.6 Nilai arus dan tegangan dari dye wortel dengan variasi pelarut…

Tabel 4.7 Nilai arus dan tegangan dari dye organik alam………………..…

Tabel 4.8 Nilai arus dan tegangan dye Ruthenium (N719)………...............

Tabel 4.9 Nilai arus dan tegangan dari dye kulit buah manggis dengan variasi

metode pendeposisian TiO2………..................................

Tabel 4.10 Nilai Efisiensi dye Ruthenium (N719) 0,1%.................................

Tabel 4.11 Nilai Efisiensi dye Ruthenium (N719) 0,5%................................

Tabel 4.12 Nilai Efisiensi dye Ruthenium (N719) 1%...................................

Tabel 4.13 Efisiensi DSSC Hasil Optimasi…………………………………

3

12

17

39

45

51

56

60

62

63

65

67

67

68

69

71

vii

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Perubahan ukuran partikel anatase dan rutil sebagai fungsi dari

temperature anil (Li et al.2004)..................................................

Gambar 2.2 Skema fotoeksitasi yang diikuti oleh deeksitasi pada permukaan

semikonduktor (Linsebigler et al. 1995) ………………………

Gambar 2.3 Struktur beta-karoten (Karnjanawipagul et al. 2010)…………..

Gambar 2.4 a. Struktur kimia dasar antosianin

b. Dua macam struktur antosianin dasar dalam media asam dan

basa, c. Rangkaian mekanisme antosianin dengan TiO2

(Septina, et al. 2007)…………………………………………...

Gambar 2.5 Struktur molekuler klorofil (Shakhashiri)…….….......................

Gambar 2.6 Struktur molekul dye ruthenium (N719)……….….....................

Gambar 2.7 Absorbansi ruthenium N719 (M. Gratzel, 2005)….....................

Gambar 2.8 Skema operasi DSSC berbasis dye ruthenium (𝑁3)

(Calandra et al. 2010)…………………………………………..

Gambar 2.9 Tipikal kurva arus-tegangan (I-V) menunjukkan tegangan

rangkaian terbuka (𝑉𝑂𝐶), arus hubungan pendek 𝐼𝑆𝐶 , dan

daya maksimum 𝑃𝑚𝑎𝑥 . Garis putus-putus menunjukkan daya

listrik pada bias tegangan yang berbeda. Titik menunjukkan

daya maksimum 𝑃𝑚𝑎𝑥 ..............................................................

Gambar 2.10 Rangkaian ekuivalen yang disederhanakan untuk DSSC

dengan memperhitungkan resistansi seri (𝑅𝑆) dan resistensi

shunt (𝑅𝑠𝑕)………………………………………………………

Gambar 2.11 Skema Kurva (I-V) untuk menentukan besaran efisiensi

DSSC……………………………………………………………

Gambar 2.12 Skema hukum Lambet-Beer memperlihatkan penurunan

energi radiasi akibat penyerapan cahaya (Atkins dan Paula,

2006)…………………………………………………………...

Gambar 2.13 Prinsip kerja Dye Sensitized Solar Cells (DSSC) …..…….......

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian DSSC ………….. …..………………...

8

9

11

13

14

15

16

18

22

23

24

25

27

30

viii

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

Gambar 3.2 Skema area deposisi pasta TiO2…………………………………

Gambar 3.3 a. Ilustrasi perakitan sel surya berbasis DSSC

b. DSSC dengan dye kompleks Ruthenium (N719) siap uji…..

Gambar 3.4 Skema pengukuran arus-tegangan (I-V) menggunakan

ElKahfi 100/I-V meter………………………………………............

Gambar 3.5 Skema pengukuran I-V pada DSSC kondisi terang dengan

menggunakan Keithley 2600A…………………………………

Gambar 4.1 Grafik Absorbansi Dye Melinjo………………………………....

Gambar 4.2 Grafik Absorbansi Dye Wortel………………………………….

Gambar 4.3 Grafik Absorbansi Dye Kulit Buah Manggis…………………...

Gambar 4.4 Grafik Absorbansi Dye Daun Binahong………………………..

Gambar 4.5 Spektrum Absorbsi cahaya tampak klorofil a dan klorofil b

(Larkum, 2003)…………………………………………………

Gambar 4.6 Grafik Absorbansi Dye Euphorbia milii………………………...

Gambar 4.7 Grafik Absorbansi Dye Kulit Buah Pinang Merah……………..

Gambar 4.8 Grafik Absorbansi Dye Rhoeo Discolor………………………..

Gambar 4.9 Grafik Absorbansi Dye Bunga Terompet Ungu………………..

Gambar 4.10 Grafik Absorbansi Ruthenium (N719) 0,1%…………………

Gambar 4.11 Grafik Absorbansi Ruthenium (N719) 0,5%…………………..

Gambar 4.12 Grafik Absorbansi Ruthenium (N719) 1%…………………….

Gambar 4.13 Grafik Absorbansi Ruthenium (N719) dengan variasi

konsentrasi…………………………………………………….

Gambar 4.14 Grafik hubungan Absorbansi dengan Konsentrasi…………….

Gambar 4.15 Grafik Absorbansi TiO2 Nano Partikel………………………

Gambar 4.16 Grafik Konduktivitas Elektrolit………………………………..

32

34

35

36

37

39

40

41

42

42

43

43

44

45

46

47

47

49

50

51

ix

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

Gambar 4.17 Grafik Konduktivitas Dye Daun Binahong……………………

Gambar 4.18 Grafik Konduktivitas Dye Kulit Buah Pinang Merah…………

Gambar 4.19 Grafik Konduktivitas Dye Euphorbia milii……………………

Gambar 4.20 Grafik Konduktivitas Dye Bunga Terompet Ungu……………

Gambar 4.21 Grafik Konduktivitas Dye Rhoeo Discolor……………………

Gambar 4.22 Grafik I-V dye Ruthenium (N719) pada keadaan gelap……….

Gambar 4.23 Grafik I-V dye Ruthenium (N719) pada keadaan terang………

Gambar 4.24 Grafik I-V dye Ruthenium (N719) 0,1% pada keadaan gelap

dan terang……………………………………………………...

Gambar 4.25 Grafik I-V dye Ruthenium (N719) 0,5% pada keadaan gelap

dan terang……………………………………………………..

Gambar 4.26 Grafik I-V dye Ruthenium (N719) 1% pada keadaan gelap dan

terang………………………………………………………….

Gambar 4.27 Grafik I-V DSSC variasi pelarut……………………………....

Gambar 4.28 Grafik Karakteristik DSSC Dye Organik Alam……………….

Gambar 4.29 Grafik I-V DSSC variasi konsentrasi dye ruthenium (N719)

dengan pelarut etanol menggunakan platina sebagai elektroda

lawan…………………………………………………………..

Gambar 4.30 Grafik I-V DSSC variasi metode pendeposisian TiO2………..

Gambar 4.31 Perbandingan Intensitas dan Efisiensi dye Ruthenium (N719)

0,1%...........................................................................................

Gambar 4.32 Perbandingan Intensitas dan Efisiensi dye Ruthenium (N719)

0,5%...........................................................................................

Gambar 4.33 Perbandingan Intensitas dan Efisiensi dye Ruthenium (N719)

1%.............................................................................................

Gambar 4.34 Grafik I-V DSSC hasil optimasi……………………………...

53

53

54

55

55

57

57

58

59

59

61

62

64

66

68

69

70

71

x

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I Hasil Penelitian DSSC dalam Skala Laboratorium

Lampiran II Nama Semi-sistematis karotenoid (Cuttriss dan Pogson, 2004)

Lampiran III Jadwal Rancangan Penelitian

Lampiran IV Grafik Konduktivitas dye organik alam

Lampiran V Puncak spektrum absorbansi dye organik alam dan warna larutan

dalam etanol

Lampiran VI Nilai arus dan tegangan dari dye organik alam

Lampiran VII Nilai arus dan tegangan dye Ruthenium (N719)

Lampiran VIII Tabel Nilai Efisiensi dengan variasi konsentrasi dan variasi

intensitas pencahayaan

Lampiran IX Grafik Absorbansi TiO2 sebelum dan sesudah direndam dye

ruthenium dengan variasi konsentrasi

Lampiran X Diagram Perbandingan Efisiensi Ruthenium (N719) dengan

variasi konsentrasi dan variasi intensitas pencahayaan

Lampiran XI Grafik karakteristik I-V DSSC Ruthenium (N719) 0,1% dengan

variasi intensitas pencahayaan

Lampiran XII Grafik karakteristik I-V DSSC Ruthenium (N719) 0,5% dengan

variasi intensitas pencahayaan

Lampiran XIII Grafik karakteristik I-V DSSC Ruthenium (N719) 1% dengan

variasi intensitas pencahayaan

Lampiran XIV Foto Dokumentasi

Lampiran XV Publikasi

79

80

81

82

87

88

89

90

92

93

95

98

101

104

106

xi

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii

DAFTAR SIMBOL

Ev = energi pita valensi

Eg = energi gap

Ec = Energi pita konduksi

𝑕𝜐 = energi foton

𝜍 = konduktivitas bahan

𝐸 = energi (fm-1

)

𝜓 = fungsi gelombang

휁 = fungsi gelombang upper

𝑐 = kecepatan cahaya di ruang

hampa (3 × 108 m/s)

A = absorbansi

𝑘 = konstanta Boltzman

𝐼− = Iodida

𝜆 = panjang gelombang

𝐸𝑓 = energi fermi

𝐸𝑟 = energi elektrokimia elektrolit

𝜑 = fungsi gelombang azhimut

𝑒− = elektron

𝑚𝑒 = massa efektif elektron

𝐼0 = intensitas cahaya datang

𝑉𝑠𝑒𝑙 = Tegangan sel

𝐷∗ = dye tereksitasi

𝑅𝑆 = resistansi seri

휂𝑒𝑓 = efisiensi sel

𝜌 = resistivitas listrik

𝑛 = konsentrasi elektron pada pita

konduksi per satuan volume

𝜐 = frekuensi

𝑁(𝐸) = rapat muatan elektron

𝐹(𝐸) = temperatur rendah

𝑁𝑐 = rapat keadaan efektif dalam pita

konduksi

T = temperatur mutlak

∆𝑉 = selisih antara energi Fermi dan

energi elektrokimia elektrolit

𝐺 = laju injeksi elektron dari dye

𝜏 = masa hidup electron

I = arus

𝐼𝑆 = arus saturasi diode (umumnya

10−7-10−9𝐴)

V = tegangan

q = muatan listrik

𝑉𝑇 = tegangan termal

𝑉𝑂𝐶 = tegangan rangkaian terbuka

𝐼𝑆𝐶 = arus hubungan pendek

𝑃𝑚𝑎𝑥 = daya maksimum

𝐼𝑃𝑕 = arus foto

𝑉𝑚 = tegangan maksimum

𝐼𝑚 = arus maksimum

𝑅𝑠𝑕 = resistensi shunt

FF = fill factor

𝐽 = rapat arus

R = resistansi bahan

d = jarak antara dua elektrod

xii

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

Hardani. S911302002. 2014. Karakterisasi Dye Organik Alam Dan Ruthenium (N719)

Sebagai Fotosensitizer Dalam Dye Sensitized Solar Cells (DSSC). Tesis. Pembimbing I:

Prof. Drs. Cari, M.A.,M.Sc.,Ph.D. II : Dr. Agus Supriyanto, M.Si. Program Studi Ilmu

Fisika, Program Pascasarjana, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

ABSTRAK

DSSC tersusun dari FTO/ 𝑇𝑖𝑂2 / dye/ elektrolit/ Platina/ FTO. Telah difabrikasi

karakterisasi sifat optik (spektrum absorbansi) dan sifat listrik (fotokonduktivitas) dari

dye Organik Alam dan dye Organik Sintesis terhadap kinerja DSSC. Uji sifat optik dye

Organik Alam dan dye Organik Sintesis menggunakan Spectrophotometer UV Visible

1601 PC, uji sifat listrik menggunakan I-V Meter El-Kahfi pada kondisi gelap dan

terang dengan sumber penyinaran dari lampu halogen 1191 W/m2 dan karakterisasi I-V

DSSC menggunakan Keithley Type 2600A dengan penyinaran lampu halogen dengan

variasi intensitas sebesar 100 W/m2, 250 W/m

2, 500 W/m

2, 750 W/m

2 dan 1000 W/m

2.

Penelitian ini merupakan penelitian awal untuk mempelajari dan memahami proses

pembuatan sel surya berbasis DSSC menggunakan pewarna organik alam dan organik

sintesis dari ruthenium (N719). Spektrum absorbansi dan fotokonduktivitas optimum

dihasilkan oleh dye organik alam dan dan dye ruthenium (N719). Hasil penelitian

menunjukkan spektrum absorbansi dye organik alam terletak di rentang cahaya tampak

kisaran 300-500 nm sedangkan dye Ruthenium (N719) terletak di rentang cahaya

tampak kisaran 300-600 nm dengan puncak absorbansi 450 nm dan 550 nm.

Karakteristik listrik (I-V) dari dye dalam penelitian meningkat linear di bawah

pencahayaan. Selisih konduktivitas (∆𝜍) dye organik alam dan dye ruthenium (N719)

keadaan gelap dan di bawah pencahayaan untuk konsentrasi 0,1%, 0,5% dan 1%

berturut-turut sebesar 4,63 × 10-8 Ω−1𝑚−1, 1,49 × 10

-7 Ω−1𝑚−1 dan 3,57 × 10-6

Ω−1𝑚−1. Krakterisasi I-V DSSC dari dye organik alam yang terbesar dihasilkan oleh

dye kulit buah manggis dengan 𝑉𝑂𝐶 sebesar 565 𝑚𝑉; 𝐽SC = 1,52 𝐴/𝑚2; FF = 0,12; dan

휂𝑒𝑓 sebesar 0,09 %, sedangkan dye-ruthenium (N719) terbesar dihasilkan oleh dye

Ruthenium berkonsentrasi 1% dengan 𝑉𝑂𝐶 sebesar 460 𝑚𝑉; 𝐽SC = 7,5054 𝐴/𝑚2; FF =

0,24; dan 휂𝑒𝑓 sebesar 0,298 %. Secara keseluruhan dye organik alam dan dye organik

sintesis dapat menjadi alternatif menarik sebagai dye sensitizer.

Kata Kunci: Dye Sensitized Solar Cell (DSSC), Dye N719, Platina, dye sensitizer.

xiii

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

Hardani.S911302002. 2014. Characterization of Dye Natural and Ruthenium (N719) As

a Photosensitizers in Dye Sensitized Solar Cells (DSSC). Thesis. Supervisor I: Prof.

Drs. Cari, M.A., M.Sc., Ph.D. II: Dr. Agus Supriyanto, M.Si. Graduate Physics

Program, Graduate Study, Sebelas Maret University Surakarta.

ABSTRACT

DSSC consisted of FTO/ TiO2 / dye/ electrolyte/ Platinum/ FTO. This research aims are

to obtain the optical properties (spectrum absorption) and electricity properties

(photoconductivity) from dye natural and synthesis organic about on the performance of

the DSSC. The optical and electrical properties were tested using UV Visible

Spectrophotometer 1601 PC and Elkahfi 100/I-V meter, respectively, while the Keithley

type 2600A was used to characterization the DSSC with halogen lamp irradiation with

intensity variations of 100 W/m2, 250 W/m

2, 500 W/m

2, 750 W/m

2 and 1000 W/m

2. The

research is introduction research to explore and investigate the development of solar

cells DSSC based using dye natural and organic synthesis of ruthenium (N719).

Optimum absorption spectra and photoconductivity were generated by dye natural

organic and the dye- Ruthenium (N719). This study shown that absorption spectra of

dye natural organic were in the range 300-500 nm, while dye-ruthenium (N719) were in

the range of 300-600 nm with absorption peak of 450 nm and 550 nm. Electrical

characteristics (I-V) of the dye increased linearly under illumination. The difference

between conductivity in the dark and irradiation (Δσ) dye natural organic and dye-

ruthenium (N719) with a concentration of 0.1%, 0.5% and 1% respectively were 4.63 ×

10-8 Ω−1𝑚−1, 1.49 × 10

-7 Ω−1𝑚−1 and 3.57 × 10-6 Ω−1𝑚−1. Characteristic I-V DSSC

from dye natural organic who largest generated by dye-mangisten obtained Voc of 565

mV;Jsc= 1.52 A/m2;FF = 0.12; and 휂𝑒𝑓 was about 0.09%, respectively, while dye-

ruthenium (N719) generated by the dye Ruthenium largest concentration of 1%

obtained Voc of 460 mV;Jsc= 7.5054 A/m2;FF = 0.24; and 휂𝑒𝑓 was about 0.298%,

respectively. Overall, dye natural and synthesis organic could be attractive alternative as

a dye sensitized.

Keywords: Dye Sensitized Solar Cell (DSSC), Dye N719, Platina, dye sensitizer.

xiv

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user