Panji Pakuan Pahlawan125060301111029

REVIEW JURNAL

Pengaruh Suhu Sintering pada Koefisien Perubahan Energi pada DSSC

Sel surya film nano-TiO2 digunakan sebagai pengumpul elektron dan pemindah komponen dalam DSSC. Nano- TiO2 mempunyai keunggulan di antaranya metode yang sederhana untuk fabrikasi dan paket, daya tahan yang tinggi serta harganya yang murah. Telah dilaporkan juga bahwa efek dari bulk traps dan keadaan permukaan pada proses rekombinasi electron di DSSC bergantung kepada suhu sintering, sehingga pada jurnal ini membahas tentang efek dari suhu sintering pada TiO2 yang mempengaruhi koefisien perubahan energi dari DSSC. Sintering adalah pemanasan material dengan cara memanaskannya tidak sampai melampaui titik lelehnya.

Wujud dari nanokristal TiO2 pada percobaan ini sangat padat. Ada 2 persiapan, yaitu : sintesis suspensi partikel nano pada TiO2 dan fabrikasi film. Pertama, suspensi partikel nano pada TiO2 disintesis oleh titanium alkoksida hydrolyzing di dalam air yang dideionisasi. Bahan reaksinya adalah 30 mL titanium isopropoksid dan 6 mL asam asetat, yang kemudian ditambahkan ke dalam 300 mL larutan asam nitrit. Campuran larutan diaduk selama 6 jam untuk mendapat suspensi partikel nano. Kedua, partikel nano film TiO2 diendapkan. Suspensi TiO2 dikonsentrasikan ke 13 wt.% dan ditambahkan dengan 16 wt.% larutan selulosa metal M20 sebagai pengikat kemudian diaduk selama 10 jam hingga didapat dalam wujud sol-gel. Film TiO2 pada kaca ITO dengan bantuan pita adhesive. Pada proses pengeringan, film TiO2 yang telah melalui berbagai proses tadi disinterring selama 2 jam di udara pada suhu antara 350 550 oC (rasio kenaikan suhu = 4 oC/menit). Ketebalan rata-rata film adalah 4 m.

Film TiO2 dilumuri dengan sensitizer alami yaitu ekstrak daun mulberry. Ekstrak ini kaya akan klorofil. Proses pelumurannya adalah dengan menghancurkan daun mulberry segar di dalam cairan aseton, disaring dan digunakan sebagai larutan dye dan dicelupkan dalam dye selama 24 jam di tempat gelap. Daya serap dari film TiO2 yang tersenstiasi meningkat.

Hasil dari gambar SEM, film TiO2 yang disintering pada suhu yang berbeda menunjukkan bahwa ukuran partikel nanonya seragam dan tumbuh seiring dengan peningkatan suhu. Secara berturut-turut, pada suhu 350 oC, 400 oC, 450 oC, 550 oC ukurannya sekitar 13 nm, 19 nm, 21 nm, dan 22 nm. Untuk jumlahnya, menunjukkan rasio pertumbuhan partikel nanonya semakin berkurang jika suhunya semakin naik. Ini mungkin menjadi alasan mengapa nucleus rutile ditunjukkan pada suhu tinggi, yang mana menghalangi pertumbuhan dari fase anatase. Ditemukan bahwa anatase adalah fase utama pada film ini. Dalam penambahan suhu sintering ke 550 oC puncak fasa rutile kecil (110) bisa ditinjau saat 2 ~ 27.6 o dan puncak fase anatase dilemahkan. Ini menunjukkan bahwa isi dari fase rutile pada film meningkat juga seiring bertambahnya suhu.

Gap pita dari film TiO2 ditentukan oleh pengukuran UV-Vis spectroscopy dari film TiO2 pada kaca ITO. Koefisien penyerapan dihitung berdasarkan

Di mana d adalah ketebalan, dan adalah nilai dari reflektansi total dan transmitansi. Semua material semikonduktor menunjukkan penyerapan berdasarkan panjang gelombang di sekitar gap pita optic untuk transisi antar pita tidak langsung. Gap pita optic dipengaruhi oleh ukuran dari partikel nano TiO2 dan isi dari rutile.

Ketika suhu meningkat dari 90 ke 500 oC, koefisien perubahan energi meningkat dan mencapai nilai optimum 470 oC. Dan relative meningkatkan rasio arus short circuit lebih besar daripada tegangan open circuit. Ini menunjukkan bahwa pertambahan suhu sintering menguntungkan untuk perpindahan electron. Ketika suhu sintering berada di bawah 400 oC, resistansinya sangat besar dan karakteristik heterojunction tidak ditunjukkan. Ini disebabkan karena banyaknya kerusakan dan keadaan interface yang mana mengurangi panjang difusi electron dan menambah resistansi. Ketika suhu sintering di atas 450 oC, resistansi berkurang, heterojunction mulai mengembangkan junction Schottky yang halangan potensial berkurang dengan meningkatnya suhu sintering dari 450 ke 500 oC.

Pengaruh dari suhu sintering adalah ketika bertambahnya suhu, nano-TiO2 mengalami perubahan termasuk dari tak berbentukmenjadi fase anatase kristal, kristal berkembang, dan fase rutile bertambah juga. Dan lagi, gap antar pita dari film TiO2 tersensitasi diukur dan hasilnya menunjukkan TiO2 bisa ditingkatkan dengan sintering.