Tesis

Pengaruh waktu penumbuhan sputtering pada sistem double blocking layer TiO2 untuk meningkatkan efisiensi DSSC/ Millah Nurhamidah

Abstrak
Double blocking layer pada DSSC (Dye Sensitized Solar Cells) digunakan untuk mengurangi rekombinasi elektron pada antarmuka FTO dan lapisan semikonduktor sehingga mampu meningkatkan performa DSSC. Material TiO2 digunakan sebagai material lapisan semikonduktor karena memiliki stabilitas yang baik. Pelapisan blocking layer sejauh ini sudah banyak dilakukan akan tetapi masih terbatas pada salah satu jenis metode yaitu spin coating atau sputtering. Sehingga belum diketahui secara pasti bagaimana hasil serta analisis yang lebih mendalam jika kedua metode ini dikombinasikan pada sistem double blocking layer. Berdasarkan uraian diatas maka pada penelitian ini dilakukan variasi waktu penumbuhan sputtering yaitu 0 menit 15 menit dan 30 menit serta dilakukan pelapisan blocking layer TiO2 menggunakan metode spin coating. Pada sistem double blocking layer TiO2 dilakukan perbandingan lapisan double blocking layer dengan pelapisan sputtering kemudian spin coating dan spin coating kemudian sputtering. Lalu dilakukan deposisi lapisan mesoporous TiO2 dan lapisan reflektif TiO2 menggunakan metode screen printing. Kemudian dilakukan karakterisasi dan analisis bagaimana pengaruh waktu penumbuhan sputtering blocking layer TiO2 terhadap kristalinitas ukuran partikel dan ketebalan absorbansi dan band gap lapisan double blocking layer TiO2 serta bagaimana pengaruhnya terhadap efisiensi dan mekanisme transfer muatan DSSC dengan karakterisasi XRD SEM Cross-section UV-Vis I-V IPCE dan EIS. Analisis dilakukan mengunakan beberapa software yaitu Origin ImageJ dan Gamry. Hasil analisis XRD menunjukan peningkatan kristalinitas seiring dengan meningkatnya waktu penumbuhan sputtering lapisan double blocking layer TiO2. Pada lapisan double blocking layer TiO2 SP SC kristalinitas meningkat dari 52.05% menjadi 56.95% begitupula pada lapisan double blocking layer TiO2 SC SP kristalinitas meningkat dari 52.05% menjadi 57.88%. Hasil analisis SEM Cross-section menunjukan peningkatan dan penurunan pada ukuran partikel lapisan double blocking layer TiO2 SP SC yaitu 22 nm 26 nm dan 24 nm begitupula pada lapisan double blocking layer TiO2 SC SP yaitu 22 nm 55 nm dan 19 nm. Pada ketebalan terjadi penurunan dan peningkatan ketebalan lapisan double blocking layer TiO2. Pada lapisan double blocking layer TiO2 SP SC yaitu 53 nm 15 nm dan 29 nm begitupula pada lapisan double blocking layer TiO2 SC SP yaitu 53 nm 28 nm dan 34 nm. Hasil analisis UV-Vis menunjukan peningkatan luas daerah serapan absorbansi pada lapisan double blocking layer TiO2 SP SC dari 258 nm% menjadi 318 nm% begitupula pada lapisan double blocking layer TiO2 SC SP dari 258 nm% menjadi 324 nm%. Nilai band gap pada lapisan double blocking layer TiO2 menurun seiring dengan meningkatnya waktu penumbuhan sputtering. Pada lapisan double blocking layer TiO2 SP SC dari 3.91 eV menjadi 3.69 eV begitupula pada lapisan double blocking layer TiO2 SC SP dari 3.91 eV menjadi 3.66 eV. Hasil analisis IV menunjukan peningkatan efisiensi DSSC secara signifikan seiring dengan meningkatnya waktu penumbuhan sputtering lapisan double blocking layer TiO2. Pada lapisan double blocking layer TiO2 SP SC dari 8.379% menjadi 9.684% begitupula pada lapisan double blocking layer TiO2 SC SP dari 8.379% menjadi 11.125%. Hasil analisis EIS menunjukan peningkatan transfer muatan DSSC dan life time elektron seiring dengan meningkatnya waktu penumbuhan sputtering lapisan double blocking layer TiO2. Pada lapisan double blocking layer TiO2 SP SC transfer muatan meningkat dari 55.04 menjadi 38.40 life time meningkat dari 2.37 ms menjadi 5.29 ms begitupula pada lapisan double blocking layer TiO2 SC SP transfer muatan meningkat dari 55.04 menjadi 33.76 dan life time meningkat dari 2.37 ms menjadi 3.68 ms. Peningkatan waktu penumbuhan sputtering lapisan double blocking layer TiO2 menunjukan peningkatan efisiensi DSSC yang signifikan sesuai dengan peningkatan kristalinitas penurunan ukuran partikel dan peningkatan ketebalan lapisan double blocking layer TiO2 peningkatan luas area serapan dan penurunan band gap serta peningkatan transfer muatan dan life time elektron. sehingga dengan band gap yang semakin kecil transfer muatan semakin cepat karena lintasan elektron semakin pendek dan memperpendek jarak perpindahan elektron. Peningkatan life time elektron menunjukan masa pakai elektron lebih lama dan tingkat rekombinasinya menjadi lebih rendah. Dengan demikian penelitian ini dapat dikembangkan untuk potensi riset sumber energi listrik yang bekelanjutan.

Informasi Detail

DDC

Rt 621.31244 NUR p

Prodi

Universitas Negeri Malang. Program Studi Fisika, 2025.

Deskripsi Fisik

xii, 69 lembar. : ilus. ; 30 cm.

Bahasa

Indonesia

No Reg

00719/RT/25

Edisi

Tesis (Pascasarjana)--Universitas Negeri Malang. 2025

Subjek

1. SEL SURYA - EFISIENSI DSSC (DYE SENSITIZED SOLAR CELL)
2. SOLAR CELLS - DSSC (DYE SENSITIZED SOLAR CELL) EFFICIENCY

Pembimbing

1. Dr. Herlin Pujiarti, M.si; 2. Dr. Nasikhudin, S.pd, M.sc

Lampiran Berkas