SEMIKONDUKTOR BERBASIS TiO2-N/KAOLIN TERKALSINASI UNTUK DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC)

Authors

  • Sabrina Maulidya Amir Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Tanjungpura
  • Titin Anita Zahara Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Tanjungpura
  • Risya Sasri Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Tanjungpura
  • Winda Rahmalia Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Tanjungpura

DOI:

https://doi.org/10.26418/indonesian.v2i1.36944

Abstract

Semikonduktor TiO2 sebagai anoda dalam dye sensitized solar cell (DSSC) memiliki kelemahan yaitu hanya aktif bekerja pada radiasi sinar UV karena energi celah pita (Eg) TiO2 yang relatif besar yaitu 3,2 eV. Pada penelitian ini, dilakukan modifikasi untuk mengubah struktur elektronik TiO2, agar dapat menurunkan Eg. Dalam penelitian ini, TiO2 didoping menggunakan atom N dari NH4OH dan kaolin terkalsinasi (KT) yang disintesis dari kaolin Capkala. Beberapa parameter yang dibahas yaitu karakteristik TiO2-N/KT hasil pendopingan, penurunan energi celah pita dari semikonduktor, dan hubungan antara Eg dari semikonduktor terhadap randemen konversi energi maksimum DSSC yang dihasilkan. Dye yang digunakan dalam penelitian ini adalah ekstrak kayu secang. Difraktogram XRD TiO2-N/KT menunjukkan posisi 2θ = 25,2790o yang menunjukkan keberadaan TiO2 dan 2θ = 26,6090oyang menunjukkankeberadaan SiO2 dari kaolin terkalsinasi. Analisis dengan FTIR menunjukkan penyerapan pada bilangan gelombang 680 cm-1 yang menunjukkan vibrasi ikatan Ti-N dan 1036,77 cm-1 yang menandakan bahwa adanya vibrasi regangan asimetris O-Si-O dan O-Al-O. Terjadi penurunan Eg dari 3,2 eV (TiO2 murni) menjadi   3,03 eV (TiO2-N/KT). Penurunan energi celah pita sebanding dengan besarnya randemen konversi energi maksimum dari sel surya yang dihasilkan yaitu sebesar 1,048 %, menunjukkan performansi lebih baik dibanding dengan DSSC dengan komponen anoda TiO2 murni (0,661%)

References

. Gratzel, M, 2003, Dye Sensitized Solar Cells. Journal of Photochemistry and Photobiology (Review): 145-153.

. Sanusi, M,1989, Isolasi dan Identifikasi Zat Warna Kayu Sappang, Balai Industri Pertanian Ujung Pandang.

. Devi, L.G. dan Kumar, S.G, 2011, Review on Modified TiO2 Photocatalysis Under Uv/Visible Light: Selected Result and Related Mechanisms on Interfacial Charge Carrier Transfer Dynamics, Journal Physics Chemistry, 1 (1), ISSN 13211-13241.

. Sun, Y.H, Ge,; Y.J, Li,; W.W, Huang,; D.J, Chen,; F, Shang,; Y, Yang,; P.X ; Chu, J.H, 2010, Structural and Optical Analysis of CdS Thin Film Grown by Magnetron Sputtering Technique. IOP Publishing, Journal of Physics, Conferencw Series 276:1-6.

. Shirsath, S.R,; Sonawane, S.H,; Gogate, P.R, 2013, Intensification of Extraction of Natural Products Using Irradiations, Journal Chem Eng Processing (Review), 53:10-23.

. Rane, K.S,; Mhalsiker, R,; Yin, S,; Sato, T,; Cho, K,’ Dunbar, E, Biswas, P, 2006, Visible Light Sensitive Yellow TiO2-N and Fe-N co-Doped Ti-FeO2-N Anatase Phoyocatalysts, Journal of Solid State Chemistry Elsevier: 3033-3044, 5 (18).

. Trivana, L,; Sugiarti, A,; Rohaeti, E, 2015, Sintesis Zeolit dan Komposit Seolit/TiO2 dari Kaolin serta Uji Adsorpsi Fotodegradasi Biru Metilena, AlChemy Jurnal Penelitian Kimia, 11 (2): 147-162.

. Belver , C,; Munoz, M.A.B,; Vicente,A, 2002, Chemical Activation of a Kaolinite under Acid and Alkaline Conditions, Chem Mater., 14 (5): 2033-2043.

. Lin, Y.H,; Weng, C.H,; Srivastav, A.L,; Lin, Y.T,; Tzeng, J.H, 2015, Facile Synthesis and Characterization of N-Doped TiO2 Photocatalyst and Its Visible-Light Activity for Photo-Oxidation of Ethylene, Journal of Nanomaterial 8(5) , Hindawi Publishing Corporation, Article ID 807394.

. Alfina, B. W,: Wardhani, S,:Triandi, R.T, 2015, Sintesis TiO2-N/Zeolit untuk Degradasi Metilen Biru, Kimia Student Journal., 1 (1): 1-7.

. Ohama, P, dan Tumpat, N, 2014, Teztile Dyeing with Natural Dye From Sappan Tree (Caesalpinia sappan Linn) Extract, International Journal of Fashion and Textile Enginering,8 (5): 1-5.

. Rahmalia, W, 2016, Parametres de Performance de Photo-elektodes de TiO2/Kaolinit et d'electrolytes a Base De Carbonates Biosources Dans La Cellule Solaire Sensibillisee La Bixine, Thesis, Institut National Polytechnique de Toulose: Perancis.

. Maulina,; Hardeli,; Bahrizal, 2014, Preparasi Dye Sensitized Solar Cel Menggunakan Ekstrak Antosianin Kulit Buah Manggis (Garcinia Mangostana L), Jurnal Sainstek, 6 (2): 158-167.

. Nadeak, S,M.R,; dan Susanti, D, 2012, Variasi Temperatur dan Waktu Tahan Kalsinasi Terhadap Unjuk Kerja Semikonduktor TiO2 Sebagai DSSC dengan Dye dari Ekstrak Buah Naga Merah, Jurnal Teknik ITS, 1 (1): 2301-9271.

. Fardhyanti, D.S dan Riski, R.D.,2015, Pemungutan Brazilin dari kayu Secang (Caesalpinia sappan Linn) dengan Metode Maserasi dan Aplikasinya untuk Pewarnaan Kain, Jurnal Bahan Alam Terbarukan, ISSN 2303-0623, 2 (2).

. Park, N.G,; Lagemaat, J.V.D,; Frank, A.J, 2000, Comparison of Dye-Sensitized Rutile and Anatase Based TiO2 Solar Cell, Program and Proceedings, Colorado.

. Damayanti, C.A,; Wardhani, S,; Purwonugroho, D, 2014, Pengaruh Konsentrasi TiO2 dalam Zeolit Terhadap Degradasi Methylene Blue secara Fotoktalik, Kimia Student Journal.,1 (1): 8-14.

. Susilowati,P,; Prodjosantoso, A.K,; Kusumawardani, C, 2017, Sintesis dan Karakterisasi TiO2 Terdadah Nitrogen Melalui Metode Hidrotermal dengan Variasi Temperatur Kalsinasi, Jurnal Pendidikan Kimia, 6 (1): 59-70.

. Qiu, X, dan Burda, C, 2007, Chemically Synthesized Nitrogen-Doped Metal Oxide Nanoparticles, Chemical Physics Elsevier: 1-10, 5 (8).

. Mamonto, S.I,; Runtuwene, M. R. J,; Wehantouw, F, 2014, Aktivitas Antioksidan Ekstrak Kulit Biji Buah Pinang Yaki (Areca Vesitaria Giseke) yang diekstrak Secara Soklet, Pharmacon Jurnal Ilmiah Farmasi, 3 (3): 2302-2493.

. Fessenden, RJ. dan Fessenden, JS., 1986, Kimia Organik, diterjemahkan oleh Pudjaatmaka, AH, Edisi Ketiga, Jilid 2, Erlangga, Jakarta.

. Ramadhani, K, dan Akhlus, S, 2009, Pengaruh Hubungan Seri-Paralel pada Rangkaian Sel Surya Pewarna Tersensitasi (SPPT) terhadap Efisiensi Konversi Energi Listrik, Prosiding Tugas Akhir, Institus Teknologi 10 November: Surabaya.

. Hikmah, I. dan Prajitno, G., 2015, Pengaruh Penggunaan Gel Elektrolit pada Prototipe DSSC Berbasis TiO2 Nanopartikel dengan Ekstrak Murbei Morus) sebagai Dye Sensitizer pada Substrat Kaca ITO, Jurnal Sains dan Seni ITS, 4(1): 2337-3520.

. Firdaus, R, 2016, Pengaruh Variasi Elektrolit Terhadap Kinerja DSSC Menggunakan Ekstrak Daun Mengkudu (Morinda Citrifolia), Jurnal Teknik Mesin, 4 (3): 427-437.

Downloads

Published

2019-04-30

Issue

Vol. 2 No. 1 (2019)

Section

Articles

License

Copyright (c) 2019 Sabrina Maulidya Amir, Titin Anita Zahara, Risya Sasri, Winda Rahmalia

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Authors who publish with this journal agree to the following terms: 1. Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication, with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal. 2. Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal. 3. Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (see The Effect of Open Access).