Introduction of TiO2 Nanodecahedrons (TN(10)†,‡) as the Design for QS-DSSC based on KI-I2/Chitosan/PAni-Chitosan/TN(10)†,‡ by the p-n Junction Theory

Alfath Hidayat, Adhi Dwi Hatmanto, S.Si., M.Sc., Ph.D.; Fajar Inggit Pambudi, S.Si., M.Sc., Ph.D.

2023 | Skripsi | KIMIA

Pencarian probabilitas p-n junction dalam fase quasi-solid (QS) pada multi-specimen semiconductors (MSS) disertai dengan pengembangan teknik optimasi elektrolit DSSC, terdapat 3 hal besar yang perlu diperhatikan. 1) adalah hipotesis untuk korelasi teoritikal redox-conductivity sebagai pemahaman yang lebih baik dari analisis cyclic voltammetry (CV) tingkat lanjut menggunakan metode correlated mathematical axiom, 2) adalah konsep probabilitas dari p-n junction didasarkan pada proyeksi fasa solid phase (SP), dan 3) observasi dan optimasi x-TiO2/Cs/KI-I2.

Dalam pembuktian dari p-n junction pada QS/MSS, kami mengembangkan metode analisis tingkat lanjut dari voltammogram CV, yaitu 1) keperluan definisi kitosan sebagai polimer konduktif sampai batas tertentu, 2) pemahaman dari pengaruh perbedaan wt% x-TiO2 pada Ip QS-MSS, 3) pada penelitian ini juga ditemukan perbedaan sistem kristal TN(10)†,‡ yaitu anatase-rutile (a-r) dan rutile-anatase (r-a) fasa dominan yang merupakan bagian dari pengaruh sistem kristal pada Ip QS-MSS. Selain itu, analisis CV tingkat lanjut terdiri atas modifikasi serangkaian dimensionless parameter termodifikasi, ?, dalam penentuan definisi koefisien difusi termodifikasi untuk setiap x-TiO2 yang mempengaruhi QS-MSS dan laju transfer elektroniknya, k^0, sedangkan, reversibilitas QS-MSS yang disintesis ditentukan terutama oleh fungsi Randles-Šev?ík termodifikasi dan nilai k^0. Pada penelitian ini, dilakukan observasi valence band dan conduction band (vb-cb) masing-masing sampel dalam penentuan posisi terhadap proyeksi hipotesis pada sistem DSSC nantinya.

Sehubungan dengan optimalisasi elektrolit untuk berbasis kitosan, wt 1,5% x-TiO2 ditemukan sebagai Ip tertinggi untuk (r-a), dan tidak diketahui untuk (a-r). Selain itu, ditemukan bahwa pengembangan hipotesis pada fungsi termodifikasi adalah berbasiskan teoritikal fundamental dari arus, juga penggunaan nilai vb-cb sangat penting untuk menentukan proyeksi elektronik DSSC QS-MSS yang akan mengikuti unified rule yang didasarkan dari pendekatan p-n junction hanya dari bagian electrolyte-to-dye.

In search for the probability of p-n junction in the quasi-solid (QS) phase in the multi-semiconductor specimen (MSS) altogether with the development of the DSSC electrolyte optimization technique, there are three major things to be considered: 1) the hypothesis for a theoretical redox-conductivity correlation on the better understanding of advanced cyclic voltammetry (CV) analysis using a mathematical axiom correlation method, 2) the concept of p-n junction possibility based on the solid-phase (SP) hypothetical projection, and 3) the observational and optimization for x-TiO2/Cs/KI-I2.

To prove the p-n junction formation in a QS/MSS, we develop methods by using advanced analysis of CV voltammogram, which are 1) defining the chitosan as a conductive polymer to a certain extent, 2) understanding the influence of different wt% x-TiO2 on the redox activity of QS-MSS, and 3) ) the different crystal system of TN(10)†,‡ that are anatase-rutile (a-r) and rutile-anatase (r-a) dominant phase are influencing the Ip. Moreover, the analyses consist of a series of modified-dimensionless parameters, ?, to define the modified-diffusional coefficient, D_(x_2 ), definition and electronic transferal rate, k^0, as well as the reversibility of the synthesized QS-MSS is determined mainly by the modified-Randles-Šev?ík and the k^0 value. Furthermore, the crucial observation is by looking at the valence and conduction band (vb-cb) for each sample to determine the position toward the hypothetical projection in the DSSC system later.

Regarding the electrolyte optimization for the chitosan-based, the 1.5 wt% of x-TiO2 was found to be the highest redox-activity for a rutile dominant phase and unknown for the anatase dominant phase. Moreover, we found that a hypothetical development on the redox-conductivity modified-function is needed based on the fundamental theory of current. Also, the use of the vb-cb value is crucial to determine the DSSC QS-MSS electronic projection that follows a unified rule of p-n junction theory approximation only from the electrolyte-to-dye section part.

Kata Kunci : cyclic voltammetry, conduction band, conductivity, direct, indirect, p-n junction, redox, TN(10)†,‡, valence band