PENGARUH KOMPOSISI MEMBRAN POLIMER POLYETHERIMIDE TERHADAP EFISIENSI KINERJA DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) BERBASIS NATURAL PHOTOSENSITIZER BUNGA TELANG

THE EFFECT OF POLYETHERIMIDE POLYMER MEMBRANE COMPOSITION ON THE PERFORMANCE EFFICIENCY OF DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) BASED ON NATURAL PHOTOSENSITIZER OF BUTTERFLY PEA FLOWERS

Konsumsi energi global tumbuh sebesar 1,3% pada tahun 2023-2024. Hal ini menimbulkan kekhawatiran akan kelangkaan sumber energi yang sebagian besar berasal dari batu bara. Oleh karena itu, penelitian ini memiliki tujuan untuk menganalisis salah satu sumber energi alternatif yaitu Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) dari natural photosensitizer Bunga Telang. Namun, DSSC memiliki permasalahan utama pada elektrolit cair yang mengalami kebocoran dan penguapan pelarut. Dengan demikian, membran polimer Polyetherimide (PEI) diteliti lebih lanjut untuk menahan cairan elektrolit di dalam matriks membran. Selanjutnya, karakteristik ekstrak Bunga Telang diuji menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan voltameter. Efisiensi kinerja DSSC dihitung untuk mendapatkan membran polimer PEI dengan komposisi terbaik untuk dikarakterisasi menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) dan X-Ray Diffraction (XRD). Hasil penelitian didapatkan bahwa senyawa antosianin ekstrak Bunga Telang memiliki panjang gelombang 573 nm dan 617 nm pada spektrofotometri UV-Vis. Kemudian celah pita senyawa antosianin yang dihasilkan sebesar 0,52 eV pada voltametri, lebih kecil daripada fotoanoda TiO₂. Hal ini akan memudahkan foton yang diserap oleh senyawa antosianin Bunga Telang tereksitasi pada fotoanoda TiO₂. Efisiensi kinerja DSSC paling stabil diperoleh pada M₃ dengan persentase penurunan efisiensi sebesar 98%. Membran M₃ dikarakterisasi menggunakan SEM dengan morfologi permukaan berpori dan morfologi penampang berstruktur asimetris. Hasil XRD membran M₃ menunjukkan struktur amorf dengan nilai derajat kristalinitas sebesar 12,77%. Kedua hal ini memberikan keuntungan dalam memudahkan rekombinasi elektron dalam DSSC. Secara ringkas telah didapatkan membran M₃ efisiensi kinerja DSSC paling optimal.

Global energy consumption will grow by 1.3% in 2023-2024. This raises concerns about the scarcity of energy sources, most of which come from coal. Therefore, this study aims to analyze one alternative energy source, namely Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) from the natural photosensitizer Butterfly Pea Flowers. However, DSSC has major problems with liquid electrolytes that leak and evaporate solvents. Thus, Polyetherimide (PEI) polymer membranes are further investigated to hold electrolyte fluids within the membrane matrix. Furthermore, the characteristics of Butterfly Pea Flowers extract were tested using a UV-Vis spectrophotometer and voltameter. The performance efficiency of DSSC is calculated to obtain the PEI polymer membrane with the best composition to be characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). The results showed that the anthocyanin compounds of Butterfly Pea Flowers extract had wavelengths of 573 nm and 617 nm in UV-Vis spectrophotometry. The resulting band gap of anthocyanin compounds is 0,52 eV in voltametry, smaller than the TiO₂ photoanode. This will facilitate the photons absorbed by the anthocyanin compounds excited on the TiO₂ photoanode. The most stable DSSC performance efficiency was obtained on the M₃ with a percentage reduction in efficiency of 98%. The M₃ membrane was characterized using SEM with porous surface morphology and asymmetrical structured cross-sectional morphology. The XRD result of the M₃ membrane shows an amorphous structure with a crystallinity degree value of 12.77%. Both of these provide the advantage of facilitating electron recombination in DSSC. In summary, the M₃ membrane has obtained the most optimal DSSC performance efficiency.