Tesis

Pengaruh suhu sintering elektrolit padat YSZ-ZnO dan counter electrode terhadap performa dye sensitized solar cell / Erma Surya Yuliana

Abstrak
Dye sensitized solar sel (DSSC) merupakan teknologi fotovoltaik generasi ketiga yang dapat mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik dan memiliki keluaran fotovoltaik yang baik. Terdapat tiga komponen penting dalam perangkat ini salah satunya yakni elektrolit. Elektrolit yang saat ini banyak digunakan yaitu elektrolit cair di mana penggunaan dalam rentang waktu lama dapat menyebabkan fotoanoda mengalami degradasi yang berpengaruh pada performa DSSC. Maka dari itu perlu upaya mengatasi permasalahan ini salah satunya dengan menggunakan elektrolit padat berbasis yttria stabilized zirconia (YSZ). YSZ digunakan sebagai elektrolit karena memiliki konduktivitas ionik yang baik untuk memproses regenerasi pada dye absorbsi cahaya rendah dan menghambat proses rekombinasi. Akan tetapi dalam pengembangan elektrolit padat ini performa DSSC yang dihasilkan masih rendah. Tujuan penelitian ini adalah pengembangan elektrolit padat YSZ dengan penambahan material ZnO untuk meningkatkan heterointerface antara semikonduktor dan konduktor ionik. Hal ini karena ZnO mampu meningkatkan reaksi redoks dan regenerasi dye sehingga dapat meningkatkan performa DSSC. Pada penelitian ini terdapat empat tahapan utama yang dilakukan dalam sintesis dan fabrikasi perangkat DSSC. Tahap pertama yaitu pembuatan fotoanoda TiO2 mesopori dan deposisi pada ITO glass dengan metodo screen coating. Tahap kedua yaitu sintesis komposit YSZ-ZnO dengan metode grinding dan sintering yang dideposisi pada fotoanoda dengan metode doctorblade. Tahap ketiga yaitu perendaman fotoanoda dalam dye ruthenium N719. Tahap terakhir yaitu fabrikasi DSSC dengan susunan ITO/TiO2/YSZ-ZnO/CE. Sampel kemudian dikarakterisasi dengan XRD SEM-EDX dan UV- Vis. Penelitian ini mengkaji pengaruh suhu sintering dengan variasi suhu 450 oC 500 oC 550 oC 600 oC dan 650 oC. Disamping itu perangkat DSSC akan dikaji performanya dengan uji efisiensi dan pengujian I-V menggunakan solar simulator. Selanjutnya pada TYZ DSSC variasi 650 oC dilakukan variasi bahan counter electrode dengan material carbon. Pembuatan carbon counter electrode dengan metode knife coating. Kemudian diuji performanya dengan pengujian solar simulator dan EIS. Dari hasil analisis yang telah dilakukan ukuran kristal TiO2/YSZ-ZnO berdasarkan hasil analisis XRD menunjukkan peningkatan seiring dengan meningkatnya suhu sintering komposit YSZ-ZnO yaitu 32 54 nm sampai 52 61 nm. Peningkatan suhu sintering juga meningkatkan persentase porositas film yang dihasilkan yaitu 57 7% sampai 72 5%. Hal itu berpengaruh pada luas permukaan aktif semakin besar sehingga foton yang diserap oleh dye semakin banyak. Semakin tinggi suhu sintering komposit YSZ-ZnO maka semakin kecil bandgap yang dihasilkan sehingga respon sampel terhadap cahaya semakin cepat. Perlakuan sintering pada solid electrolyte secara umum dapat meningkatkan efisiensi DSSC. Pada sampel yang disintering dengan suhu 450 oC 500 oC 550 oC 600 oC dan 650 oC dengan Pt counter electrode menghasilkan efisiensi berturut-turut 0 01% 0 04% 0 09% 0 22% dan 0 27%. Sedangkan sampel yang disintering pada suhu 650oC dengan carbon dan graphene counter electrode berturut-turut 0 29% dan 0 23%.

Informasi Detail

DDC

Rt 621.31244 YUL p

Prodi

Universitas Negeri Malang. Program Studi Fisika, 2024.

Deskripsi Fisik

xv, 57 lembar : ilus. ; 30 cm.

Bahasa

Indonesia

No Reg

00268/RT/25

Edisi

Tesis (Pascasarjana)--Universitas Negeri Malang. 2024

Subjek

1. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA - PERFORMA
2. SOLAR POWER PLANTS - PERFORMANCE

Pembimbing

1. Nandang Mufti, S.si, M.t., Ph.d.;2. Prof. Dr. Arif Hidayat, M.si

Lampiran Berkas