Green-sintesis nanopartikel perak dari buah naga merah (Hylocereus polyrhizus) dan karakterisasi sifat fisika dan kimianya sebagai penyerap cahaya dalam sel surya DSSC
DOI:
https://doi.org/10.62749/jaf.v20i01.p1-15Abstract
Penelitian ektraksi dan karakterisasi zat pewarna dari buah naga merah (Hylocereus polyrhizus) sebagai penyerap cahaya dalam sel surya DSSC telah dilakukan. Tujuan penelitian adalah untuk melakukan ekstraksi zat pewarna dari buah naga dengan variasi pelarut, mengetahui daerah penyerapan zat pewarna ekstrak buah naga (EBN) dan nanopartikel perak (AgNP) dengan variasi pelarut, dan untuk mengetahui kemampuan elektrokatalisis elektroda kerja DSSC yang telah dibuat. Penelitian ini dilakukan dengan metode Green Syntesis. EBN menunjukkan daerah serapan pada daerah cahaya tampak yaitu dari 300-500 nm dengan puncak penyerapan yang berada pada sekitar 350 nm dan 550 nm. AgNP menunjukkan puncak penyerapan pada 535 nm hilang yang merupakan puncak penyerapan antosianin. Nilai celah energi terkecil diperoleh untuk EBN dan AgNP dengan pelarut akuades yaitu 2,89 eV untuk EBN dan 3,60 eV untuk AgNP dengan pelarut metanol. Hasil pengukuran LSV untuk EBN dengan pelarut akuades dan etanol menunjukkan adanya proses faradaik yang ditandai munculnya arus pada kondisi disinari maupun gelap, sedangkan untuk pelarut metanol tidak menunjukkan adanya arus reduksi pada kondisi disinari maupun kondisi gelap. Untuk EBN pelarut akuades pada kondisi gelap, yaitu -0,79 mA/cm2 pada tegangan -0,728 V. Adapun etanol pada kondisi gelap yaitu -1,19 mA/cm2 pada tegangan -0,736 V dan pada kondisi disinari -0,69 mA/cm2 pada tegangan -0,725 V. AgNP menunjukkan adanya arus reduksi untuk semua pelarut baik dalam kondisi gelap maupun kondisi disinari, akan tetapi posisi puncak reduksinya bergeser kearah tegangan positif yaitu sekitar 0,2 V untuk semua sampel.
References
Ali, Riyaz Ahmad Moh., dan Nafarizal Nayan, 2010, Fabrikasi dan Analisis Sel Surya Dye-Sensitized Menggunakan Pewarna Alami yang Diekstrak dari Buah Naga, Internasional Journal of engineering Terpadu (Isu Teknik electron dan Elektronik).
Andrienko, D. 2008. Cyclic Voltammetry, http://mpip-mainz.mpg.de/~andrienk/ journal_club/cyclic_ voltammetry.pdf, diakses tanggal 18 November 2018.
Arie, H., Ahmad, M., dan Omay, S., 2010, Sintesis dan Karakterisasi Kristal Cair Ionik Berbasis Garam Fatty Imidazolinium Sebagai Elektrolit Redoks Pada Sel Surya Tersensitisasi Zat Warna, Jurnal Sains dan Teknologi Kimia, Vol. 1 No. 1, ISSN 2087-7412.
Ayu, S., R., 2011, Pembuatan dan Karakterisasi Sel Surya Titanium Dioksida Sensitisasi Dye Antosianin dari Ekstrak Buah Strawberry [Skripsi], Institut Pertanian Bogor, Bogor. BPPT. (2018). Indonesia darurat Energi. https://www.bppt.go.id/berita-bppt/bppt-indonesia-darurat-energi.
Chapin D. M., Fuller C. S. and Pearson G. O. (1954). A new silicon p-n junction photocell for converting solar radiation into electrical power, J. Appl. Phys. Pp. 676–677
Dahlan, D., dan Fahyuan, H., D., 2014, Pengaruh Beberapa Jenis Dye Organik Terhadap Efisiensi Sel Surya Dye Sensitized Solar Cell, Jurnal Sains Materi Indonesia, Vol. 15, No. 2. Januari 2014, 74-79, ISSN 1411-1098.
Deb, S. K., Ellingson, R., Ferrere, S., Frank, AJ., Gregg, BA., Nozik, AJ., Taman, N., Schlichthoerl, G., 1998, Photochemical Solar Cells Based on Dye-Sensitization of Nanocrystalline TiO2, National Energy Laboratory, Presented at the 2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion; 6-10 July 1998, Austria, NREL/CP-590-250-25056.
Grätzel, M., 2001.Photoelectrochemical cells. Nature, 414, 338-344, doi:10.1038/35104607.
Grätzel, M. 2003. Dye-sensitized Solar Cells. Photochem. J. Photobiol. C: Photochem. Rev., 145-153, doi: 10.1016/S1389-5567 (03) 00026-1. of Freiburg.
Gerald, E., T., 2009, Sintesis Nanopartikel TiO2 Dengan Metode SonokimiaUntuk Aplikasi Sel Surya Tersensitasi Dye (Dye Sensitized Solar Cell – Dssc) Menggunakan Ekstrak Kulit Buah Manggis dan Plum sebagai Photosensitizer [Tesis], Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Green, M., A., Third generation photovoltaics: Ultra-high conversion efficiency at low cost. Prog. Photovoltaics 9 (2001): 123.
Gunlazuardy, J., 2011, Fotokatalisis Pada Permukaan TiO2: Aspek Fundamental Dan Aplikasinya. Di dalam: Seminar Nasional Kimia Fisika II; Jakarta: Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Indonesia.
Hore, S., C., Vetter, R., Kern, H., Smit, A. Hinsch, Sol. (2006). Influence Of Scattering Layers On Efficiency Of Dye-Sensitized Solar Cells. SolarEnergy Material and Solar Cells, 90, 1176-1188.
Jung, H. S., Lee, J. K., Nastasi, M., Lee, S. W., Kim, J. Y., Park, J. S., Hong, K. S., Shin, H., 2005, Preparation Of Nanoporous MgO-coated TiO2 Nanoparticles and Their Application to The Electrode Of Dye Sensitized Solar Cells, Langmuir, 21, 23, 10332-10335.
Kim, Y. J., Lee, Y. H., Lee, M. H., Kim, H. J., 2008, Formation Of Efficient Dye-Sensitized Solar Cells by Introducing An Interfacial Layer Of Long-Range Ordered Mesoporous TiO2 Thin Film, Langmuir, 24, 22, 13225-13230.
Kumara, M., S., W., dan Gontjang, P., 2012, Studi Awal Fabrikasi Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) dengan Menggunakan Ekstraksi Daun Bayam (Amarathus Hybridus L.) sebagai Dye Sensitizer dengan Variasi Jarak Sumber Cahaya pada DSSC, Jurusan Fisika, FMIPA, Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya. Lesmana, T., J.,2009, Pembuatan dan karakterisasi sel surya hibrid ITO/CdS/Klorofil/PANI/ ITO [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Mourad F., 2005, Prototipe Sel Surya Tersensitisasi Dye Menggunakan Elektroda Tio/Zno dan Cuscn sebagai Konduktor Hole [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Nasbey, H., 2011, Karakteristik Sel Surya dengan Menggunakan Sun Simulator Sederhana, Prosiding Seminar Semirata, Jakarta.
Nazeeruddin M.K., Penchy, P., Renouard, T., Zakeeruddin, S.M., Humphry-Baker, R., Comte, P., Liska, P., Liska, P., Cevey, L., Costa, e., Shklover, V., Spiccia, L., Deacon, G.B., Bignozzi Gratzel, M., 2001, Engineering of efficient panchromatic sensitizer for nanocrystalline TiO2 based solar cell. J. Am.Chem.Soc. 123, 1613-1624.
Ngafifi, M. (2014). Kemajuan Teknologi dan Pola Hidup Manusia dalam Perspektif Sosial Budaya. Jurnal Pembangunan Pendidikan: Fondasi dan Aplikasi. Vol 2 (1)
Nuryadi, R., 2011, Efek Adsorpsi Dye Ke Dalam Lapisan TiO2 dengan Metode Elektroforesis: DSSC Berbasis Lapisan Ti)2 Terbuat Dengan Metode Slip Casting dan Metode Elektroforesis, Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan Vol. 8 No. 1, hal 35-40, 2011 ISSN 1412-5064.
O’Regan, B., Gratzel, M., 1991, A Low-Cost, Hight-Effeciency Solar Cell Based On Dye-Sensitized Colloidal TiO2 Films, Nature, 335, 737-740.
Pandey, A., Samaddar, AB., 2006, Dye Sensitized Photo Volataic Devices: An AnswerTo The Daunting Challenge Of Future Energy Crisis. Advances in Energy Research: 497-502.
Qitbiyah, Al., Mulliani, L., Suhandi, A., dan Hidayat, J., 2013, Karakteristik Pasta TiO2 Suhu Rendah dan Aplikasi Light Scattering Layer pada Dye Sensitized Solar Cell (DSSC) [Jurnal], Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA, UPI, Fibusi (JoF) Vol.1 No. 3.
Romeo, A. dan Artegiani, E. (2021). CdTe-Based Thin Film Solar Cells: Past, Present and Future. Energies. https://doi.org/ 10.3390/en14061684
S. Hao, J. Wu, Y. Huang and J. Lin. Natural dyes as photosensitizers for dyesensitized solar cell. Journal Solar Energy. 80 (2006) pp. 209 – 214.
Smestad, GP., 1998, Education and Solar Conversion: Demonstrating Electron Transfer. Solar Energy Materials and Solar Cells; 55: 157-178.
Soleh, A., 2002, Pembuatan Sel Surya Fotoelektrokimia Titanium Dioksida (TiO2) Dengan Ekstraksi Klorofil Daun Bunga Sepatu (Hibiscus Rosasinensis L) Sebagai Dye Sensitizer [Skripsi], Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Stadtlander, C., T., K., -H., 2007, Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron Microscopy of Mollicutes: Challenges and Opportunities, Modern Research and Educational Tpics in Microscopy, USA.
Subrodo, R., dan Ramelan, A., H., 2012, Sintesa Titanium Doixide (TiO2) untuk Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC), Jurnal Politeknosains, Universitas Negeri Semarang.
Sumaryanti, 2011, Karakterisasi Optik dan Listrik Larutan Klorofil Spirulina SP sebagai Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) [Skripsi], Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Sukmawati, W., 2015, Kajian Karakterisasi Fungsi Kerja dan Transpor Muatan dalam Sel Surya Tersensitisasi Pewarna Berstruktur Semi-Padat [Disertasi], Institut Teknologi Bandung, Bandung.
Sutrisno, H., 2010, Sel Fotovoltaik Generasi Ketiga: Pengembangan Sel Fotovoltaik Berbasis Titanium Dioksida, Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Yogyakarta.
Ulpiani, 2017, Sintesis Material Semikonduktor ZnO dengan Metode Sol-Gel dan Karakterisasi Sifat Optiknya. [Skripsi], Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Halu Oleo, Kendari.
Wallace R. L., Hanoka J. I., Narasimha S., Kamra S. and Rohatgi A. (1997), ‘Thin silicon string ribbon for high efficiency polycrystalline solar cells’, Conf. Record 26th. IEEE Photovoltaic Specialists Conf., Anaheim, Piscataway, 99–102.
Yu, dkk. (2009), An Efficient and Low Cost TiO2 Compact Layer For Performance Improvement Of Dye- Sensitized Solar Cells, Electrochim, Acta, 54, 4, 1319-1324.
Yurugi, T., Ito, S., Numata, Y., Sykes, K., 2001, “SEM/EDX-Integrated Analysis System, SEM-EDX Series”, Readout No. 22.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Waode Sukmawati Arsyad, Gemmy Lisar, La Ode Ahmad Nur Ramadhan, Ida Usman
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
