bab iv zia

21
BAB IV HASIL DAN ANALISIS Pada bab ini akan dibahas hasil dan analisis sintesis sel surya TiO 2 doping karbon (grafit) melalui metode doctor blade dengan variasi konsentrasi karbon dan metode spin coating dengan variasi kecepatan putar spin coating untuk mendapatkan sel surya TiO 2 /C yang homogen, serta fabrikasi sel surya TiO 2 /C. Hasil karakterisasi diharapkan mampu menjelaskan pengaruh konsentrasi karbon (grafit), keceparan putaran spin coating terhadap efesiensi sel surya TiO 2 /C yang terbentuk. 4.1 Hasil Karakterisasi I-V Sel Surya TiO 2 /C Untuk megetahui performansi dari sel surya TiO 2 /C yang telah dibuat maka akan dilakukan karakterisasi I-V dengan luas area sel surya yg terkena sumber cahaya sebesar 1 cm 2 . Karakterisasi I-V dimulai dengan menguji nilai arus dan tegangan yang keluar dari sampel yang dibuat dengan menggunakan sumber cahaya lampu halogen 24 volt dan menggunakan alat Keithly seperti pada gambar 4.1 yaitu rangkaian alat karakterisasi I-V. Gambar 4.1 Rangkaian Alat Karakterisasi 4.1.1 Pengaruh Kondisi Gelap dan Terang terhadap Optimasi Sel Surya TiO 2 /C Untuk mengetahui efek photovoltaic pada sel surya yang telah dibuat maka dapat dilihat pada gambar 4.2.

Upload: jalila-fauziyyah-zen

Post on 07-Jul-2016

232 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

sel surya

TRANSCRIPT

BAB IV

HASIL DAN ANALISIS

Pada bab ini akan dibahas hasil dan analisis sintesis sel surya TiO2 doping karbon (grafit)

melalui metode doctor blade dengan variasi konsentrasi karbon dan metode spin coating

dengan variasi kecepatan putar spin coating untuk mendapatkan sel surya TiO2/C yang

homogen, serta fabrikasi sel surya TiO2/C. Hasil karakterisasi diharapkan mampu

menjelaskan pengaruh konsentrasi karbon (grafit), keceparan putaran spin coating terhadap

efesiensi sel surya TiO2/C yang terbentuk.

4.1 Hasil Karakterisasi I-V Sel Surya TiO2/C

Untuk megetahui performansi dari sel surya TiO2/C yang telah dibuat maka akan dilakukan

karakterisasi I-V dengan luas area sel surya yg terkena sumber cahaya sebesar 1 cm2.

Karakterisasi I-V dimulai dengan menguji nilai arus dan tegangan yang keluar dari sampel

yang dibuat dengan menggunakan sumber cahaya lampu halogen 24 volt dan menggunakan

alat Keithly seperti pada gambar 4.1 yaitu rangkaian alat karakterisasi I-V.

Gambar 4.1 Rangkaian Alat Karakterisasi

4.1.1 Pengaruh Kondisi Gelap dan Terang terhadap Optimasi Sel Surya TiO2/C

Untuk mengetahui efek photovoltaic pada sel surya yang telah dibuat maka dapat dilihat pada

gambar 4.2.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,0065

-0,0060

-0,0055

-0,0050

-0,0045

-0,0040

-0,0035

-0,0030

-0,0025

-0,0020

-0,0015

-0,0010

-0,0005

0,0000

0,0005

0,0010

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

Igelap

Iterang

Gambar 4.2. Kurva I-V TiO2/C pada Kondisi Gelap dan Terang

Pada gambar 4.2 dapat dilihat distribusi arus-tegangan dalam kondisi pada saat gelap (tanpa

penyinaran) dan terang (dengan penyinaran). Arus yang dihasilkan ketika dilakukan

penyinaran pada sel surya TiO2/C yaitu sebesar 0,000345 A dan pada saat gelap dihasilkan

nilai sebesar 0,0000248 A pada kondisi tegangan yang sama. Berdasarkan besar arus yang

dihasilkan kondisi pada saat terang lebih besar dan meningkat dari pada saat kondisi gelap.

Dengan demikian sel surya berbahan dasar TiO2 dapat aktif menyerap foton dan mampu

mengkonversi energi cahaya matahari menjadi energi listrik yang dikenal dengan efek

photovoltaic.

4.1.2 Pengaruh Konsentrasi C pada Optimasi Sel Surya TiO2/C

Pada penelitian ini dilakukan variasi konsentrasi C (grafit) untuk meneliti pengaruh C

terhadap optimasi sel surya TiO2/C. Pendeposisian TiO2/C dilakukan dengan metode doctor

blade. Variasi konsentrasi C (grafit) divariasikan mulai dari tanpa C (0 gr) sampai dihasilkan

nilai efesiensi sel surya TiO2/C yang optimum, dengan kenaikan besar C (grafit) per 0,1 gram

dari sampel yang dibuat sebelumnya. Diantaranya 0 gram, 0,2 gram, 0,3 gram, 0,4 gram, 0,5

gram, 0,6 gram, 0,7 gram dan 0,8 gram. Parameter optimasi yang dihasilkan dapat dilihat dari

hasil karakterisasi I-V dan pengaruhnya terhadap efesiensi yang dihasilkan. Berikut adalah

hasil karakterisasi I-V untuk melihat pengaruh konsentrasi C (grafit) terhadap optimasi sel

surya TiO2/C yang dibuat.

4.1.2.1 Konsentrasi C (grafit) 0 gram (tanpa C)

Gambar 4.3 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar

konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0 gram atau tanpa C (grafit).

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,00032

-0,00030

-0,00028

-0,00026

-0,00024

-0,00022

-0,00020

-0,00018

-0,00016

-0,00014

-0,00012

-0,00010

-0,00008

-0,00006

-0,00004

-0,00002

0,00000

0,00002

0,00004

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

C= 0 gram

Gambar 4.3 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0 gram

Berdasarkan Gambar 4.3 Adapun Voc, Isc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

A (0 gram) 0,0057378 0,000004917 0,0025312 0,000002932

4.1.2.2 Konsentrasi C (grafit) 0,2 gram

Gambar 4.4 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar

konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,2 gram.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,000250

-0,000225

-0,000200

-0,000175

-0,000150

-0,000125

-0,000100

-0,000075

-0,000050

-0,000025

0,000000

0,000025

0,000050

0,000075

0,000100

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

C= 0,2 gram

Gambar 4.4 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,2 gram

Berdasarkan Gambar 4.4 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

B (0,2 gram) 0,0666137 0,00007261 0,0289548 0,00003915

4.1.2.3 Konsentrasi C (grafit) 0,3 gram

Gambar 4.5 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar

konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,3 gram.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,000325

-0,000300

-0,000275

-0,000250

-0,000225

-0,000200

-0,000175

-0,000150

-0,000125

-0,000100

-0,000075

-0,000050

-0,000025

0,000000

0,000025

0,000050

0,000075

0,000100

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

C= 0,3 gram

Gambar 4.5 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,3 gram

Berdasarkan gambar 4.5 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

B (0,3 gram) 0,0674049 0,00005615 0,023369 0,00003838

4.1.2.4 Konsentrasi C (grafit) 0,4 gram

Gambar 4.6 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar

konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,4 gram.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,0060

-0,0055

-0,0050

-0,0045

-0,0040

-0,0035

-0,0030

-0,0025

-0,0020

-0,0015

-0,0010

-0,0005

0,0000

0,0005

0,0010

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

C= 0,4 gram

Gambar 4.6 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,4 gram

Berdasarkan gambar 4.6 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

B (0,4 gram) 0,04422 0,000345 0,01936 0,00011811

4.1.2.5 Konsentrasi C (grafit) 0,5 gram

Gambar 4.7 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar

konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,5 gram.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,0011

-0,0010

-0,0009

-0,0008

-0,0007

-0,0006

-0,0005

-0,0004

-0,0003

-0,0002

-0,0001

0,0000

0,0001

0,0002

Aru

s(A

)

Tegangan (V)

C=0,5 gram

Gambar 4.7 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,5 gram

Berdasarkan gambar 4.7 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

B (0,5 gram) 0,0746146 0,00005702 0,0281615 0,00003089

4.1.2.6 Konsentrasi C (grafit) 0,6 gram

Gambar 4.8 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar

konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,6 gram.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,0011

-0,0010

-0,0009

-0,0008

-0,0007

-0,0006

-0,0005

-0,0004

-0,0003

-0,0002

-0,0001

0,0000

0,0001

0,0002

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

C=-0,6 gram

Gambar 4.8 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,6 gram

Berdasarkan gambar 4.8 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

B (0,6 gram) 0,0097402 0,00001678 0,0049462 0,000009435

4.1.2.7 Konsentrasi C (grafit) 0,7 gram

Gambar 4.9 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar

konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,7 gram.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,0012

-0,0011

-0,0010

-0,0009

-0,0008

-0,0007

-0,0006

-0,0005

-0,0004

-0,0003

-0,0002

-0,0001

0,0000

0,0001

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

C= 0,7 gram

Gambar 4.9 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,7 gram

Berdasarkan gambar 4.9 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

B (0,7 gram) 0,00814 0,000030274 0,004107 0,000015428

4.1.2.8 Konsentrasi C (grafit) 0,8 gram

Gambar 4.10 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C dengan besar

konsentrasi doping C (grafit) sebesar 0,8 gram.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,0012

-0,0011

-0,0010

-0,0009

-0,0008

-0,0007

-0,0006

-0,0005

-0,0004

-0,0003

-0,0002

-0,0001

0,0000

0,0001

0,0002

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

C= 0,8 gram

Gambar 4.10 Kurva I-V pada konsentrasi C (grafit) 0,8 gram

Berdasarkan gambar 4.10 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

B (0,8 gram) 0,017703 0,000058163 0,009698 0,0000257542

Dengan variasi konsentrasi C dimulai dari 0 gram atau tanpa C sampai 0,8 didapatkan

perbandingan hasil kurva I-V yang berbeda dari semua variasi C (grafit), dan dapat dilihat

pada gambar 4.11.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,006

-0,005

-0,004

-0,003

-0,002

-0,001

0,000

0,001A

rus (

A)

Tegangan (V)

A

B

C

D

E

F

G

H

Gambar 4.11 Kurva I-V sel surya TiO2/C dengan Variasi Konsentrasi C (grafit)

Berdasarkan gambar 4.11 Isc dan Voc yang dihasilkan dari setiap sampel yang dibuat dengan

variasi C (grafit) menunjukan hasil yang berbeda dan dapat dilihat pada tabel 4.1 sebagai

berikut:

Tabel 4.1 Besar Voc, Isc, Pmak dan FF Variasi Konsentrasi C (grafit) dalam Sel Surya

TiO2/C

Sampel Konsentrasi C

(gr)

Voc (V) Isc (A) Pmak FF

A 0 0,005737778 0,000004917 0,000000007 0,26299

B 0,2 0,066613674 0,000072613 0,00000133 0,23435

C 0,3 0,067404896 0,000056146 0,00000089 0,23698

D 0,4 0,044215262 0,000345069 0,00000228 0,14989

E 0,5 0,074614577 0,000057023 0,00000086 0,20447

F 0,6 0,009740206 0,000016779 0,00000004 0,28552

G 0,7 0,008140035 0,000030274 0,00000006 0,25712

H 0,8 0,017703203 0,000058163 0,00000024 0,24256

Berdasarkan tabel 4.1 nilai Isc pada sampel D dengan konsentrasi C (grafit) 0,4 gram yaitu

sebesar 0,000345069A dihasilkan arus yang lebih besar dibandingkan dengan sampel yang

lainnya, dan menunjukan bahwa penyerapan foton pada sampel D lebih maksimal

dibandingkan dengan sampel yang lainnya. Nilai arus yang masih kecil pada sampel yang

lain disebabkan karena elektron yang tereksitasi ketika terjadi penyerapan foton hanya sedikit

yang terakumulasi pada subtrat FTO dan masih banyak elektron yang berekombinasi ke pita

konduksi.

4.1.3 Pengaruh Kecepatan Spin Coating pada Optimasi Sel Surya TiO2/C

Pada penelitian ini yang diamati adalah pengaruh kecepatan putar (rpm) dari spin coating

terhadap optimasi sel surya TiO2/C konsentrasi yang digunakan pada penelitian ini

menggunakan konsentrasi yang optimum yaitu konsentrasi TiO2 sebesar 0,7 gram dan C

(grafit) 0,4 gram pada metode pendeposisian doctor blade. Variasi kecepatan yang akan

divariasikan mulai dari 1000 rpm sampai 3000 rpm. Untuk besar kecepatan putar spin coating

pada step 0 sampai step 2 pada setiap sampel sama yaitu step 0 sebesar 0 rpm, step 1 sebesar

500 rpm dan step 2 sebesar 750 rpm. Besar dwell dan ramp pada semua step sama yaitu dwell

40 s dan ramp 10 s Berikut adalah hasil karakterisasi I-V untuk melihat pengaruh kecepatan

putar spin coating

4.1.3.1 Kecepatan Putar Spin Coating 1000 RPM

Gambar 4.12 Menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 1000

rpm.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,00002

-0,00001

0,00000

0,00001

0,00002

0,00003

0,00004

0,00005

0,00006

0,00007

0,00008

0,00009

0,00010

0,00011

0,00012

0,00013

0,00014

0,00015

Aru

s(A

)

Tegangan (V)

1000 RPM

Gambar 4.12 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 1000 RPM

Berdasarkan gambar 4.12 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (A) Imak (A)

A (1000 RPM) 0,332151 0,000136 0,051369 0,0000565

4.1.3.2 Kecepatan Putar Spin Coating 1250 RPM

Gambar 4.13 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 1250

rpm.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,00002

0,00000

0,00002

0,00004

0,00006

0,00008

0,00010

0,00012

0,00014

0,00016

0,00018

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

1250 RPM

Gambar 4.13 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 1250 RPM

Berdasarkan gambar 4.13 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc(V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

B (1250 RPM) 0,300924 0,001668 0,039333 0,0000625

4.1.3.3 Kecepatan Putar Spin Coating 1500 RPM

Gambar 4.14 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 1500

rpm.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,00018

-0,00016

-0,00014

-0,00012

-0,00010

-0,00008

-0,00006

-0,00004

-0,00002

0,00000

0,00002

0,00004

0,00006

0,00008

0,00010

0,00012

0,00014

0,00016

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

1500 RPM

Gambar 4.14 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 1500 RPM

Berdasarkan gambar 4.14 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

C (1500 RPM) 0,111439 0,000145 0,025744 0,0000831

4.1.3.4 Kecepatan Putar Spin Coating 2000 RPM

Gambar 4.15 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 2000

rpm.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,00016

-0,00014

-0,00012

-0,00010

-0,00008

-0,00006

-0,00004

-0,00002

0,00000

0,00002

0,00004

0,00006

0,00008

0,00010

0,00012

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

2000 RPM

Gambar 4.15 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 2000 RPM

Berdasarkan gambar 4.15 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

D (2000 RPM) 0,101021 0,000092 0,032955 0,0000471

4.1.3.5 Kecepatan Putar Spin Coating 2500 RPM

Gambar 4.16 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 2500

rpm.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,00008

-0,00007

-0,00006

-0,00005

-0,00004

-0,00003

-0,00002

-0,00001

0,00000

0,00001

0,00002

0,00003

0,00004

0,00005

0,00006

0,00007

0,00008

Aru

s (

A)

Tegangan(V)

2500 RPM

Gambar 4.16 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 2500 RPM

Berdasarkan gambar 4.16 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc (V) Isc (A) Vmak (V) Imak (A)

E (2500 RPM) 0,109814 0,000056 0,028918 0,0000302

4.1.3.6 Kecepatan Putar Spin Coating 3000 RPM

Gambar 4.17 menunjukan kurva I-V (arus-tegangan) sel surya TiO2/C pada kecepatann 3000

rpm.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,00020

-0,00018

-0,00016

-0,00014

-0,00012

-0,00010

-0,00008

-0,00006

-0,00004

-0,00002

0,00000

0,00002

0,00004

0,00006

0,00008

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

3000 RPM

Gambar 4.17 Kurva I-V pada Kecepatan Spin Coating 3000 RPM

Berdasarkan gambar 4.17 adapun Isc, Voc, tegangan maksimum dan arus maksimum yang

dihasilkan adalah sebagai berikut:

Sample Voc Isc Vmak (V) Imak (A)

F (3000 RPM) 0,066573 0,000052 0,026537 0,0000292

Perbandingan kurva I-V untuk semua variasi kecepatan spin coating dapat dilihat pada

gambar 4.18 adalah sebagai berikut:

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,00020

-0,00015

-0,00010

-0,00005

0,00000

0,00005

0,00010

0,00015

0,00020

Aru

s(A

)

Tegangan (V)

A

B

C

D

E

F

Gambar 4.18 Kurva I-V Sel Surya TiO2/C terhadap Variasi Kecepatan Spin Coating

Pada gambar 4.18 menunjukan bahwa nilai arus terbesar terdapat pada variasi kecepatan

antara 1000-1250 rpm yang ditunjukan oleh grafik berwarna merah dan hitam, arus yang

dihasilkan dari sampel tersebut cukup besar dengan nilai tegangan yang cukup besar juga.

Sedangkan semakin besar kecepatan spin coating arus yang dihasilkan semakin kecil.

Kecepatan spin coating sangat berpengaruh pada ketebalan substrat pada FTO dan

homogenitas sel surya TiO2/C. Semakin besar kepecepatanya makan ketebalan sel surya yang

terbentuk semakin tipis sehingga elektron yang dihasilkan ketika disinari sangat sedikit yang

tereksitasi ke pita valensi dan masih banyak terjadinya rekombinasi prematur dan

homogenitasnya dapat kita lihat pada hasil SEM sampel sel surya TiO2/C. Besar arus-

tegangan yang dihasilkan berpengaruh terhadap nilai efesiensi sel surya TiO2/C.

4.1.4 Pengaruh Metode Doctor Blade dan Metode Spin Coating pada Optimasi Sel Surya

TiO2/C

Bedasarkan penelitian yang sudah dilakukan, adapun perbandingan hasil kurva I-V yang

dihasilkan dari setiap sampel terbaik yang diuji dapat dilihat pada gambar 4.19. Dimana A, B,

C, D, E, F adalah sampel yang di deposisikan dengan metode spin coating dan sampel G

dideposisikan dengan metode doctor blade. Untuk konsentrasi larutan TiO2/C yang

digunakan sama yaitu 0,7 gram TiO2 dan 0,4 gram C.

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

-0,0005

-0,0004

-0,0003

-0,0002

-0,0001

0,0000

0,0001

0,0002

0,0003

0,0004

0,0005

Aru

s (

A)

Tegangan (V)

A (1000RPM)

B(1250 RPM)

C(1500 RPM)

D(2000 RPM)

E(2500 RPM)

F(3000 RPM)

G(Doctor Blade)

Gambar 4.19 Kurva I-V Perbandingan Metode Doctor Blade dan Metode Spin Coating

Pada gambar 4.19 diatas besar hasil arus yang dihasilakan metode doctor blade sangat besar

dibandingkan dengan menggunakan metode spin coating, tetapi tegangan pada metode spin

coating lebih besar dibandingkan dengan menggunakan metode doctor blade. Banyaknya

elektron yang dihasilkan pada metode spin coating lebih banyak dibandingkan dengan

metode doctor blade dengan melihat besar tegangan yang dihasilkan. Penyebab besar arus

yang dihasilkan kecil dikarenakan elektron yang dihasilkan tidak tereksitasi sempurna akan

tetapi terjadi rekombinasi prematur. Rekombinasi prematur tersebut kemungkinan disebabkan

oleh eletrolit yang tidak menangkap atau mengalirkan eletron secara baik ke counter

electroda ataupun ada hal yang lain yang menyebabkan besar arus yang dihasilkan tersebut

kecil, dan dapat dilihat dari hasil morfologi sampel melalui uji SEM dari sampel yang

dikarakterisasi.

4.2 Efesiensi Sel Surya TiO2/C

Setelah dilakukan uji karakterisasi I-V dari sampel yang dibuat, maka kita bisa menghitung

besar efesiensi yang dihasilkan dari setiap sampel sel surya TiO2/C yang dibuat. Efesiensi

adalah perbandingan anatara energi yang dihasilkan sel surya terhadap besarnya energi

matahari atau sumber cahaya yang diserap.

Adapun cara untuk menghitung besar efesiensi pada penelitian ini adalah dengan

menggunakan perhitungan sebagai berikut:

...............................................................................(2.7)

Voc adalah tegangan open circuit, tegangan yang dihasilkan sel surya ketika sel surya

dibebani maksimum (I= 0 A), Isc adalah arus short circuit yang mengalir pada saat sel surya

tidak dibebani atau tegangan sel surya sama dengan 0 volt dan FF adalah perbangingan

antara Daya maksimum yang dihasilkan sel surya terhadap hasil kali antara Voc dan Isc. Pin

pada penelitian ini besarnya sama yaitu dengan besar intensitas cahaya yang digunakan

sebesar 367lux dan dikalikan dengan 0,0000001464 watt/cm2

dan luas permukaan yang

terkena cahaya sebesar 1 cm2 sehingga daya input yang digunakan adalah sebesar 0,00537

watt/cm2. Besar efesiensi yang dihasilkan dari setiap sampel sel surya TiO2/C yang dibuat

dengan menggunakan metode pendeposisian yang berbeda dengan variasi konsentrasi doping

C (grafit) dan variasi kecepatan spin coating akan dijelakan masing masing sebagai berikut.

4.2.1 Pengaruh Konsentrasi C (grafit) terhadap Efesiensi TiO2/C

Berdasarkan tabel 4.1 yang menjelaskan hasil data yang dihasilkan untuk menghitung nilai

efesiensi dari setiap sampel dengan variasi konsentrasi doping C (grafit). Dan efesiensi dari

setiap sampel tersebut bisa dilihat pada tabel 4.2 sebagai berikut:

Tabel 4.2 Efesiensi Sel Surya TiO2/C terhadap Variasi Konsentrasi C (grafit)

Sampel Konsentrasi C (gram) η (%)

A 0 0,00014196

B 0,2 0,02168705

C 0,3 0,01669121

D 0,4 0,04256112

E 0,5 0,01664415

F 0,6 0,00089277

G 0,7 0,00121223

H 0,8 0,00477841

Nilai efesiensi yang dihasilakan pada tabel 4.2 memiliki daya input (Pin) yang sama yaitu

intensitas cahaya sebesar 357000 lux atau 0,00537 watt/cm2 dan luas permukaan sel surya

TiO2/C yang terkena cahaya sebesar 1 cm2. Berdasarkan perhitungan nilai efesiensi terbesar

dihasilkan oleh sampel D dengan konsentrasi 0,4 gram. Untuk grafik optimasi efesiensi sel

surya TiO2/C terhadap konsentrasi dapat dilihat pada gambar 4.20.

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

Efe

sie

nsi (%

)

Konsentrasi C (gram)

Efesiensi (%)

Gambar 4.20 Grafik Efesiensi TiO2/C terhadap Variasi Konsentrasi C (grafit)

Berdasarkan gambar 4.20 nilai efesiensi sel surya TiO2/C yang paling optimal yaitu pada

doping C (grafit) dengan besar konsentrasi 0,4. Sehingga besar konsentrasi C (grafit) yang

akan digunakan pada penelitian pendeposisian TiO2/C metode spin coating yaitu 0,4 gram

dengan besar TiO2 disamakan seperti pada metode doctor blade yaitu sebesar 0,7 gram.

4.2.2 Pengaruh Kecepatan Spin Coating terhadap Efesiensi TiO2/C

Kecepatan spin coating pada pendeposisian TiO2/C berpengaruh terhadap efesiensi sel surya

TiO2/C. Adapun nilai Isc, Voc, Pmak dan FF yang dihasilkan pada penelitian ini dapat

dilihat pada tabel 4.3 untuk menghitung besar efesiensi dari setiap sampel.

Tabel 4.3 Besar Voc, Isc, Pmak dan FF Variasi Kecepatan Spin Coating

Sampel Kecepatan

(rpm)

Voc (V) Isc (A) Pmak FF

A 1000 0,332151 0,000136106 0,0000029 0,064233

B 1250 0,300924 0,000145996 0,0000024 0,048975

C 1500 0,111439 0,000092281 0,0000021 0,131607

D 2000 0,101021 0,000056708 0,0000015 0,166852

E 2500 0,109814 0,000052949 0,0000008 0,140262

F 3000 0,066573 0,000345069 0,0000007 0,219963

Besar efesiensi sel surya TiO2/C terhadap kecepatan spin coating dapat dilihat pada tabel 4.4

berikut ini:

Tabel 4.4 Efesiensi sel surya TiO2/C terhadap Variasi Kecepatan Spin Coating

Sampel Kecepatan Spin Coating (rpm) η (%)

A 1000 0,054041

B 1250 0,045765

C 1500 0,039848

D 2000 0,028948

E 2500 0,016256

F 3000 0,01443

Pada penelitian dengan menggunakan metode spin coating ini besar efesiensi dihasilkan dari

perhitungan dengan daya output (Pout) dari masing-masing sampel yang telah dibuat dengan

variasi kepepatan spin coating dan besar daya input (Pin) dengan sumber intensitas cahaya

yang seragam yaitu 357000 lux atau 0,00537 watt/cm2 dan luas permukaan sel surya TiO2/C

yang terkena cahaya sebesar 1 cm2, sama seperti penelitian terhadap pengaruh konsentrasi

dalam doctor blade. Sehingga dapat dilihat pada tabel 4.4 menunjukan hasil perhitungan

efesiensi dari setiap sampel. Nilai efesiensi terbesar dihasilkan oleh sampel A dengan besar

0,054041% dan nilai efesiensi terrendah dihasilkan oleh sampel F yaitu sebesar 0,01443%.

Dengan demikian membuktikan bahwa pendeposisian dengan memvariasikan kecepatan spin

coating sangat berpengaruh terhadap efesiensi sel surya TiO2/C yang dihasilkan. Dengan

variasi kecepatan putar (rpm) spin coating maka homogenitas dan ketebalan dari sampel jg

berubah, semakin besar kecepatan putar (rpm) spin coating maka sampel TiO2/C yang

dideposisikan pada FTO semakin tipis dan tidak tersebar secara homogen dan dapat dilihat

pada gambar 4.21 pengaruh efesiensi TiO2/C terhadap variasi kecepatan putar (rpm) spin

coating.

500 1000 1500 2000 2500 3000

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

Efisie

nsi se

l su

rya

TiO

2/C

(%

)

Kecepatan spin coating (rpm)

Efesiensi sel surya TiO2/C (%)

Gambar 4.21 Efesiensi sel surya TiO2/C terhadap variasi kecepatan putar (rpm) spin coating

4.2.3 Perbandingan Efesiensi TiO2/C pada Metode Doctor blade dan Spin Coating

Berdasarkan hasil penelitian Voc, Isc, Pmak, FF dan perhitungan efesiensi sebelumnya,

metode pendeposisian sampel sel surya TiO2 juga berpengaruh pada efesiensi yang

dihasilkan. Dengan menggunakan konsentrasi yang sama yaitu 0,7 gram TiO2 dan 0,4 gram C

maka efesiensi yang dihasilkan adalah sebagai berikut pada tabel 4.5:

Tabel 4.5 Perbandingan Efesiensi TiO2/C pada Metode Doctor blade dan Spin Coating

Sampel Voc (V) Isc (A) Pmak FF η (%)

A (Doctor

blade)

0,044215262 0,000345069 0,00000228 0,14989 0,04256112

B (Spin

Coating)

0,332151 0,000136106 0,0000029 0,064233 0,054041

Pada tabel 4.5 besar hasil efesiensi yang dihasilkan pada dua metode pendeposisian yang

digunakan menghasilkan besar efesiensi yang berbeda. Efesiensi dengan menggunakan

metode spin coating hasilnya lebih besar yaitu 0,054041% dibandingkan dengan mengunakan

metode doctor blade yaitu sebesar 0,04256%. Pendeposisian menggunakan metode spin

coating lebih homogen sehingga penyerapan cahaya oleh sampel diserap lebih baik dan

struktur morfologi dari setiap metode dapat mempengaruhi efesiensi dari sel surya tersebut

dan dapat dilihat melalui hasil uji SEM.

4.3 Pengujian Absorbansi Sel Surya TiO2/C

0 200 400 600 800 1000 1200

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

B

Panjang gelombang (nm)

B

G

H