FABRIKASI SEL SURYA TERSENSITASI ZAT WARNA BERBASIS SEMIKONDUKTOR TIO 2 DENGAN METODE ELEKTROFORESIS Ratno Nuryadi * , Lia Aprilia, dan Zico Alaia Akbar Junior Pusat Teknologi Material, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Gedung II BPPT Lt. 22. Jl. M.H. Thamrin No. 8 Jakarta 10340 *Email : ratnon@gmail.com ABSTRAK. Pada riset ini, fabrikasi sel surya tersensitasi zat warna (dye sensitized solar cell, DSSC) dilakukan dengan menggunakan bahan semikonduktor TiO 2 dan dye (zat warna) eosin Y. Metode elektroforesis digunakan dalam pembuatan lapisan tipis TiO 2 . Pada persiapan larutan elektroforesis, nilai zeta potensial partikel TiO 2 diatur dengan cara menambahkan garam Mg(NO 3 ) 2 pada larutan TiO 2 isopropanol. Nilai zeta potensial optimum untuk memperoleh larutan TiO 2 yang stabil didapatkan dengan penambahan konsentrasi garam sebesar 1x10 -5 M. Dengan metode elektroforesis, ketebalan lapisan TiO 2 dapat diatur dengan cara mengubah besar tegangan elektroforesis dan waktu deposisi. DSSC dengan variasi ketebalan lapisan TiO 2 dibuat untuk melihat pengaruh lapisan TiO 2 terhadap tegangan open circuit (V oc ) DSSC yang dihasilkan. Ketebalan optimal yang didapatkan adalah 7,5 mikrometer, yang diperoleh dengan waktu deposisi elektroforesis 6 menit, dan menghasilkan V oc 210 mVolt di bawah sinar lampu halogen. Didapatkan juga bahwa penggunaan ukuran kristal TiO 2 yang lebih kecil akan memperbesar nilai V oc yang dihasilkan. Hasil riset ini menunjukan bahwa metode elektroforesis efektif digunakan untuk pelapisan TiO 2 dalam fabrikasi DSSC. Kata Kunci : Sel surya tersensitasi zat warna, DSSC, ketebalan lapisan TiO 2 , dye eosin Y, partikel TiO 2 , elektroforesis 1. PENDAHULUAN Sel surya tersensitasi zat warna (dye- sensitized solar cell, DSSC) merupakan salah satu jenis sel surya berbasis semikonduktor yang menggunakan fenomena fotoelektrokimia sebagai prinsip dasar untuk menghasilkan energi listrik. Struktur dasar DSSC sebagaimana terlihat pada Gambar 1. Dye (sensitizer) menyerap fluks foton sehingga elektron di level HOMO (High Occupied Molecular Orbital) tereksitasi ke level LUMO (Low Unoccupied Molecular Orbital). Dengan kata lain, keadaan dye berubah dari keadaan dasar (S) ke keadaan tereksitasi (S*). Fotoeksitasi ini diikuti transfer elektron tereksitasi dari level LUMO ke pita konduksi TiO 2 . Elektron tersebut kemudian mengalir ke kaca konduktif transparan (Transparent Conductive Oxide – TCO), sirkuit luar dan akhirnya mencapai counter elektroda. Di sisi lain, elektrolit (I ‐ ) mendonorkan elektron kepada dye. Elektron yang mengalir dari TiO 2 ke counter elektroda berekombinasi dengan I 3 - menjadi I - dengan bantuan katalis. Semikonduktor TiO 2 merupakan material yang umum digunakan dalam fabrikasi DSSC. Hal ini disebabkan karena TiO 2 merupakan semikonduktor tipe n dan memiliki band gap yang cukup besar sekitar 3 eV, sehingga TiO 2 hanya akan menyerap cahaya dengan panjang gelombang dengan daerah ultraviolet dan transparan terhadap cahaya tampak. Level terendah pita konduksi TiO 2 juga berada di bawah level LUMO, sehingga elektron tereksitasi pada level LUMO mudah tertransfer ke pita konduksi TiO 2 . Disisi lain harga TiO 2 yang relatif murah dan tidak berbahaya bagi kesehatan.