Studi Elektrokimia Ekstrak Betalain Umbi Bit sebagai Pewarna Alami DSSC (Dye Sensitized Solar Cell)
Electrochemical Study of Beetroot Betalain Extract as Natural Dyes DSSC (Dye Sensitized Solar Cell)
Penelitian ini dilakukan untuk menggali dan memanfaatkan umbi bit segar sebagai bahan baku pewarna alami pada DSSC. DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) merupakan sel fotovoltaik yang dapat mengkonversi sinar matahari menjadi listrik menggunakan bahan baku yang ramah lingkungan dan biaya produksi yang rendah.Pada penelitian ini, DSSC dibuat dengan menggunakan metode doctor blade dengan menggunakan pewarna alami yang berasal dari ekstrak betalain umbi bit. Pewarna alami dipilih karena mudah didapatkan, serta murah dan ramah lingkungan. Betalain dari umbi bit diestraksi secara maserasi dengan pelarut ethanol. Karakterisasi pewarna alami dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri UV-Visible untuk mengetahui serapan panjang gelombang, karakterisasi elektrokimia pewarna dilakukan menggunakan voltametri siklik, dan untuk mengetahui efisiensi pada DSSC dilakukan dengan karakterisasi I–V. Pada penelitian ini dihasilkan serapan panjang gelombang yaitu pada 534 nm yang menunjukkan serapan pigmen betasianin. Karakterisasi elektrokimia menunjukkan bahwa energi HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) pada pewarna sebesar -5,00 eV. Energi LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) pada pewarna sebesar -3,71 eV. Analisis celah pita energi (energi gap) pewarna menghasilkan 1,29 eV artinya dye yang dipreparasi dapat digunakan sebagai sensitizer pada DSSC. Karakterisasi I-V menunjukkan nilai efisiensi DSSC dengan pewarna alami umbi bit sebesar 0,004 %. Hasil ini menunjukkan bahwa pewarna alami ekstrak betalain umbi bit dapat digunakan sebagai zat warna alami pada DSSC.
Kata kunci : betalain, DSSC, elektrokimia
This research was conducted to explore and utilize fresh beetroot as raw material for natural dyes in DSSC. DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) is a photovoltaic cell that can convert sunlight into electricity using environmentally friendly raw materials and low production costs. In this study, DSSC was made using the doctor blade method using natural dyes derived from betalain tuber extract. beet. Natural dyes were chosen because they are easy to obtain, as well as cheap and environmentally friendly. The betalain from the beetroot is macerated with ethanol as a solvent. Characterization of natural dyes was carried out using UV-Visible spectrophotometry to determine the wavelength absorption, electrochemical characterization of dyes was carried out using cyclic voltammetry, and to determine the efficiency of the DSSC was carried out by I – V characterization. In this study, an absorption wavelength of 534 nm was produced which showed the uptake of the pigment betasianin. The electrochemical characterization showed that the energy of the HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) in the dye was -5.00 eV. The LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) energy in dye is -3.71 eV. Analysis of the energy bandgap (energy gap) of the dye yields 1.29 eV, meaning that the prepared dye can be used as a sensitizer on the DSSC. I-V characterization showed that the efficiency value of DSSC with natural dye for beetroot was 0.004%. These results indicate that the natural dye extract of beetroot betalain can be used as a natural dye in DSSC.
Key words: betalain,DSSC,electrochemical