KO-SENSITISASI XANTOFIL PADA SISTEM SEL SURYA TERSENSITISASI KLOROFILIN

LINDA DWITASARI, Dr.Indriana Kartini, M.Si.

2014 | Skripsi | KIMIA

Telah dilakukan penelitian tentang sel surya menggunakan sensitiser (dyesensitized solar cell, DSSC) berupa zat warna klorofilin (K), xantofil (X), dan campuran keduanya. Pada penelitian ini telah dikaji pola serapan zat warna campuran klorofilin dan xantofil, sensitisasinya pada permukaan TiO2, dan perbandingan kinerja sel surya menggunakan zat warna tunggal klorofilin dan xantofil serta campuran keduanya. Klorofilin dibuat melalui hidrolis basa ekstrak klorofil dari serbuk daun bayam menggunakan KOH 7% dalam metanol. Xantofil diekstrak dari bunga krisan menggunakan campuran pelarut etanol absolut:petroleum eter (60:40). Pencampuran dilakukan dengan 5 variasi zat warna volume klorofilin:xantofil yaitu 1:0, 5:1, 1:1, 1:5, dan 0:1. Kajian sensitisasi zat warna pada permukaan TiO2 dilakukan dengan membandingkan spektra absorpsi larutan zat warna dengan spektra absorpsi zat warna yang teradsorp pada TiO2. Analisis voltametri siklis dengan elektroda ITO/TiO2-zat warna digunakan untuk menentukan potensial oksidasi masing-masing zat warna. Data yang diperoleh digunakan untuk mendapatkan nilai HOMO dan LUMO zat warna. Uji efisiensi sel surya dilakukan dengan mengukur arus dan tegangan sistem sandwich sel dengan fotoanoda berupa kaca FTO/TiO2-zat warna, anoda berupa kaca FTO/platina, dan elektrolit berupa pasangan redoks ˉ /II 3ˉ. Berdasarkan hasil spektra larutannya, puncak serapan zat warna campuran tidak memperlihatkan adanya puncak baru disebabkan puncak-puncak klorofilin dan xantofil yang berdekatan. Sensitisasi pada permukaan TiO2 menunjukkan bahwa baik klorofilin, xantofil, serta campurannya dapat mensensitisasi permukaan TiO2 melalui pembentukan agregat zat warna. DSSC menggunakan sensitiser zat warna campuran K:X=1:5 menghasilkan efisiensi lebih besar yakni 0,0105% dibanding zat warna tunggal klorofilin dan xantofil masig-masing 0,0022% dan 0,0073%. Hal tersebut diperkirakan karena ko-sensitisasi klorofilin dan xantofil mengikuti mekanisme sebagaimana peran klorofil dan xantofil dalam sistem fotosintesis tumbuhan. Kata kunci: ko-sensitisasi, klorofilin, xantofil, DSSC

Dye-sensitized solar cell using chlorophyllin (C), xanthophylls (X), and the mixture of two pigments as the sensitizer have been studied. This research investigated the spectral absorption of the chlorophyllin and xanthophyll mixture in solution, the dyes capability of sensitizing TiO2 surfaces, and comparing the DSSC’s efisieciency using blended dyes as well as single dyes of chlorophyllin and xanthophylls as the sensitizer. Chlorophyll extract of spinach powder was hydrolysed with 7% KOH in methanol. Xanthophyll was extracted from fresh petal chrysanthemum with mixed solvent of absolute ethanol:petroleum eter (60:40). The dyes was blended at various volume ratios of (C:X) 1:0, 5:1, 1:1, 1:5, and 0:1. The sensitization ability of the dyes were analyzed by comparing the absorption of the dyes in solution with the absorption of adsorbed dyes on TiO2 surfaces. While cyclic voltammetry with ITO/TiO2-dyes as the electrode was used to estimate the oxidation potential of the dyes in order to calculate the HOMO and LUMO energy of the sensitizer. The cell efficiency was determined using I-V instrument in sandwich system FTO/TiO2- dyes as photoanode, FTO/platinum as cathode, and electrolyte redox of Iˉ/I3ˉ. The absorption spectra of the blending dyes shows no broadening absorption to longer wavelength. It is due to the near position of absorption peak between chlorophyllin and xanthophyll so it might be overlapped. The dye sensitization in TiO2 surface shows that the dyes are capable to sensitize TiO2 via aggregation effect. The I-V test confirmed that the energy conversion efficiency of the cosensitized natural dyes (C:X=1:5) resulted higher efficiency (10.5x10-3%) than that of single dyes of chlorophyllin and xanthophyll which is 2.23x10-3% and 7.3x10- 3%, respectively. The higher efficiency of co-sensitized dyes of chlorophyllin and xanthophyll probably based on their role of natural photosynthesis mechanism. Keyword:Co-sensitization, chlorophyllin, xanthophyll, DSSC

Kata Kunci : ko-sensitisasi, klorofilin, xantofil, DSSC, Co-sensitization, chlorophyllin, xanthophyll, DSSC