Pengaruh Variasi Komposisi Polimer PVDF Nanofiber Sebagai Aplikasi Penjebak Elektrolit Pada Efisiensi Listrik dari Dye Sensitized Solar Cell (DSSC)

Effect of Variations in Composition of PVDF Nanofiber Polymers as Electrolyte Trapping Applications on the Electrical Efficiency of Dye Sensitized Solar Cells (DSSC)

Abstrak. Stabilitas menjadi tantangan utama dalam pengembangan energi listrik berbahan utama cahaya matahari yaitu dye sensitized solar cell (DSSC). DSSC tersusun dari photoelektroda, dye, elektrolit dan counter electrode yang bekerja berdasarkan prinsip fotoelektrokimia dengan adanya agen penyerap cahaya (dye) dan tempat separasi muatan (semikonduktor). Dye dan elektrolit merupakan komponen utama penentu stabilitas DSSC dengan permasalahan berupa penguapan cairan dan kebocoran pada elektrolit cair. Dalam mengatasi permasalahan tersebut, elektrolit polimer dari PVDF nanofiber menjadi solusi dengan meningkatkan mobilitas ion I-/I3¬. Kepadatan polimer berpengaruh pada konduktivitas ionik berdampak pada aliran elektron nantinya. Berdasarkan pengaruh yang ditimbulkan dari kepadatan polimer, dilakukan pembuatan elektrolit polimer nanofiber variasi konsentrasi PVDF 16%, 18% dan 20%. Komponen pewarna DSSC memanfaatkan ekstrak klorofil dari daun suji optimum pada pH-2. Dalam mengetahui serapan panjang gelombang pewarna dikarakterisasi menggunakan instrumen UV-Visible didapatkan klorofil-a (464 nm) dan klorofi-b  (664,5 nm) dari daun suji. Karakterisasi elektrokimia dari pewarna dikarakterisasi menggunakan voltametri siklik dihasilkan HOMO -4,31591 ev; LUMO -3,1715 ev. Sementara itu, celah pita energi dihasilkan nilai band-gap 1,813 ev dengan metode touch plot. Efisiensi rangkaian DSSC diketahui dari pengukuran tegangan dan arus menggunakan multimeter sehingga dihasilkan harga Voc 436 mV; Isc 10-2 mA; efisiensi 1,33% dari variasi terbaik pada konsentrasi polimer PVDF 18%.

Kata-kata kunci: Stabilitas, DSSC, klorofil, polimer elektrolit, PVDF nanofiber.

Abstract. Stability is the main challenge in the development of electrical energy made from sunlight, namely dye sensitized solar cells (DSSC). DSSC is composed of photoelectrode, dye, electrolyte and counter electrode that works on the principle of photoelectrochemistry in the presence of a light-absorbing agent (dye) and a charge separation site (semiconductor). Dye and electrolyte are the main components determining the stability of DSSC with problems in the form of liquid evaporation and leakage of liquid electrolyte. In overcoming these problems, polymer electrolytes from PVDF nanofibers are the solution by increasing the mobility of I-/I3¬ ions. The density of the polymer affects the ionic conductivity and affects the electron flow later. Based on the effect of polymer density, nanofiber polymer electrolyte was made with variations in PVDF concentrations of 16%, 18% and 20%. The dye component of DSSC utilizes chlorophyll extract from the optimum suji leaf at pH-2. In knowing the absorption wavelength of the dye characterized using UV-Visible instruments, it was found that chlorophyll-a (464 nm) and chlorophyll-b (664.5 nm) from suji leaves. The electrochemical characterization of the dye was characterized using cyclic voltammetry to produce HOMO -4.31591 ev; LUMO -3.1715 ev. Meanwhile, the band gap of energy resulted in a band-gap value of 1.813 ev using the touch plot method. The efficiency of the DSSC circuit is known from measuring voltage and current using a multimeter so that the value of Voc is 436 mV; Isc 10-2 mA; 1.33% efficiency from the best variation at 18% PVDF polymer concentration.

Keywords: Stability, DSSC, chlorophyll, polymer electrolyte, PVDF nanofiber.