BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

dokumen-dokumen yang mirip
BAB 4 DATA DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

HASIL DAN PEMBAHASAN. Struktur Karbon Hasil Karbonisasi Hidrotermal (HTC)

4 FABRIKASI DAN KARAKTERISASI SEL SURYA HIBRID ZnO-KLOROFIL

HASIL DAN PEMBAHASAN. Gambar 11. Rangkaian pengukuran karakterisasi I-V.

4 Hasil dan Pembahasan

HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 1 PENDAHULUAN UNIVERSITAS INDONESIA. Pengaruh tingkat kekristalan..., Arif Rahman, FT UI, 2009

2 SINTESIS DAN KARAKTERISASI NANOSTRUKTUR ZnO

PERFORMA SEL SURYA TERSENSITASI ZAT PEWARNA (DSSC) BERBASIS ZnO DENGAN VARIASI TINGKAT PENGISIAN DAN BESAR KRISTALIT TiO 2 SKRIPSI

BAB I PENDAHULUAN. Listrik merupakan kebutuhan esensial yang sangat dominan kegunaannya

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SINTESIS DAN KARAKTERISASI CORE-SHELL ZnO/TiO2 SEBAGAI MATERIAL FOTOANODA PADA DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) SKRIPSI

HASIL DAN PEMBAHASAN. Gambar 2 Skema Pembuatan elektrode pasta karbon.

SINTESIS TITANIUM DIOKSIDA MENGGUNAKAN METODE LOGAM-TERLARUT ASAM

Sintesis Nanopartikel ZnO dengan Metode Kopresipitasi

Tabel 3.1 Efisiensi proses kalsinasi cangkang telur ayam pada suhu 1000 o C selama 5 jam Massa cangkang telur ayam. Sesudah kalsinasi (g)

PENGARUH KONSENTRASI HIDROGEN KLORIDA (HCl) DAN TEMPERATUR PERLAKUAN HIDROTERMAL TERHADAP KRISTALINITAS MATERIAL MESOPORI SILIKA SBA-15 SKRIPSI

BAB 4 DATA DAN ANALISIS

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

Gambar Semikonduktor tipe-p (kiri) dan tipe-n (kanan)

TiO 2 jatuh pada 650 nm sedangkan pada kompleks itu sendiri jatuh pada 600 nm, dengan konstanta laju injeksi elektron sekitar 5,5 x 10 8 s -1 sampai

LAMPIRAN. Universitas Sumatera Utara

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Pada pembuatan dispersi padat dengan berbagai perbandingan

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

PREPARASI KOMPOSIT TiO 2 -SiO 2 DENGAN METODE SOL-GEL DAN APLIKASINYA UNTUK FOTODEGRADASI METHYL ORANGE

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Hasil preparasi bahan baku larutan MgO, larutan NH 4 H 2 PO 4, dan larutan

BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN. karakterisasi luas permukaan fotokatalis menggunakan SAA (Surface Area

BAB IV HASIL dan PEMBAHASAN

PENGUKURAN KARAKTERISTIK SEL SURYA

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III METODE PENELITIAN

PENGARUH FILTER WARNA KUNING TERHADAP EFESIENSI SEL SURYA ABSTRAK

dengan panjang a. Ukuran kristal dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan Debye Scherrer. Dilanjutkan dengan sintering pada suhu

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. hal ini memiliki nilai konduktifitas yang memadai sebagai komponen sensor gas

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Dalam penelitian ini digunakan TiO2 yang berderajat teknis sebagai katalis.

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

Bab IV Hasil dan Pembahasan

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Sel surya generasi pertama berbahan semikonduktor slikon (Si) yang

BAB III DASAR TEORI. elektron valensi memiliki tingkat energi yang disebut energi valensi.

PERBEDAAN EFISIENSI DAYA SEL SURYA ANTARA FILTER WARNA MERAH, KUNING DAN BIRU DENGAN TANPA FILTER

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

HASIL DAN PEMBAHASAN. Hasil XRD

F- 1. PENGARUH PENYISIPAN LOGAM Fe PADA LAPISAN TiO 2 TERHADAP PERFORMANSI SEL SURYA BERBASIS TITANIA

BAB III METODE PENELITIAN. Metode penelitian yang dilakukan adalah metode eksperimen yang dilakukan di

BAB II LANDASAN TEORI. A. Tinjauan Pustaka 1. Peranan Semikonduktor pada DSSC

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Logo SEMINAR TUGAS AKHIR. Henni Eka Wulandari Pembimbing : Drs. Gontjang Prajitno, M.Si

BAB I PENDAHULUAN. I.1 Latar Belakang Kebutuhan akan energi semakin berkembang seiring dengan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

SOAL DAN PEMBAHASAN FINAL SESI I LIGA FISIKA PIF XIX TINGKAT SMA/MA SEDERAJAT PAKET 1

HASIL DAN PEMBAHASAN. Pori

I. PENDAHULUAN. Nanopartikel saat ini menjadi perhatian para peneliti untuk pengembangan dalam

2 PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI NANOPARTIKEL TITANIUM OXIDE (TiO 2 ) MENGGUNAKAN METODE SOL-GEL

HASIL DAN PEMBAHASAN. didalamnya dilakukan karakterisasi XRD. 20%, 30%, 40%, dan 50%. Kemudian larutan yang dihasilkan diendapkan

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah

4 Hasil dan Pembahasan

METODELOGI PENELITIAN. Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Kimia Anorganik-Fisik Universitas

SINTESIS LAPISAN TIPIS SEMIKONDUKTOR DENGAN BAHAN DASAR TEMBAGA (Cu) MENGGUNAKAN CHEMICAL BATH DEPOSITION

Interferometer Fabry Perot : Lapisan optis tipis, holografi.

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah

Pengaruh Temperatur dan Waktu Putar Terhadap Sifat Optik Lapisan Tipis ZnO yang Dibuat dengan Metode Sol-Gel Spin Coating

Oleh : Yanis Febri Lufiana NRP :

commit to user BAB II TINJAUAN PUSTAKA

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN. Sebagai negara berkembang yang kaya akan radiasi matahari yang tinggi,

METODE. Penentuan kapasitas adsorpsi dan isoterm adsorpsi zat warna

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

STUDI AWAL FABRIKASI DYE SENSITIZED SOLAR CELL (DSSC) DENGAN EKSTRAKSI DAUN BAYAM SEBAGAI DYE SENSITIZER DENGAN VARIASI JARAK SUMBER CAHAYA PADA DSSC

Bab IV Hasil dan Pembahasan

BAB I PENDAHULUAN. perindustrian minyak, pekerjaan teknisi, dan proses pelepasan cat (Alemany et al,

Bab IV Hasil dan Pembahasan

4 Hasil dan pembahasan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. Sebelum melakukan uji kapasitas adsorben kitosan-bentonit terhadap

BAB I PENDAHULUAN. Energi merupakan aspek kehidupan yang kini menjadi sorotan manusia di

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

LOGO. STUDI EKSPANSI TERMAL KERAMIK PADAT Al 2(1-x) Mg x Ti 1+x O 5 PRESENTASI TESIS. Djunaidi Dwi Pudji Abdullah NRP

BAB 2 TEORI PENUNJANG

SINTESIS TiO 2 NANORODS DAN KOMPOSIT TiO 2 NANORODS - ZnO UNTUK BAHAN FOTOANODA DSSC

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. dihasilkan sebanyak 5 gram. Perbandingan ini dipilih karena peneliti ingin

BAB I PENDAHULUAN A.Latar Belakang Masalah

BAB IV HASIL DAN ANALISIS Perancangan Sistem Pembangkit Listrik Sepeda Hybrid Berbasis Tenaga Pedal dan Tenaga Surya

Karakterisasi XRD. Pengukuran

BAB I PENDAHULUAN. Pada saat ini dunia elektronika mengalami kemajuan yang sangat pesat, hal ini

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Hari Gambar 17. Kurva pertumbuhan Spirulina fusiformis

SINTESIS OKSIDA LOGAM AURIVILLIUS SrBi 4 Ti 4 O 15 MENGGUNAKAN METODE HIDROTERMAL DAN PENENTUAN SIFAT FEROELEKTRIKNYA

DAFTAR ISI. PERNYATAAN BEBAS PLAGIARISME... ii. HALAMAN PENGESAHAN... iii. HALAMAN TUGAS... iv. HALAMAN PERSEMBAHAN... v. HALAMAN MOTO...

Sintesis Lapis Tipis Fotokatalis ZnO-TiO 2 Menggunakan Metode Sol Gel dengan PEG (Polyethylene Glycol) sebagai Pelarut

III. METODE PENELITIAN

Transkripsi:

38 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Hasil XRD dan Ukuran Kristalit TiO 2 Pola difraksi sinar-x dari ZnO, TiO 2 yang dihasilkan dari pengeringan produk proses hidrolisis Ti-iP, dan TiO 2 yang dihasilkan dari produk pengeringan hidrolisis Ti-iP yang diproses hidrotermal diberikan pada Gambar 4.1. Pola difraksi tersebut secara sepintas menunjukkan perbedaan signifikan antara tingkat kekristalan dari material TiO 2 yang dihasilkan dari pengeringan dengan TiO 2 yang kemudian diproses hidrotermal.

39 12 (a) 1 Intensitas 8 6 4 2 2 3 4 5 6 7 8 9 2 θ Intensitas 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 (b) 2 3 4 5 6 7 8 9 2 θ intensitas 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 (c) 2 3 4 5 6 7 8 9 2 θ Gambar 4.1 Difraktogram TiO 2 (a) hasil pengeringan produk proses sol-gel dengan Rw = 2,2; (b) hasil hidrotermal produk sol-gel dengan Rw = 2,2; dan (c) pabrikan (Merck), diproses anil sebagai referensi pelebaran instrumen

4 Besarnya ukuran kristalit dari kurva XRD dapat diperhitungkan dengan menggunakan Persamaan 2.2, dengan mengikuti langkah dari Persamaan 2.3 sampai 2.8. Langkah pertama adalah penentuan puncak-puncak mana dari kurva XRD yang akan dihitung pelebarannya. Puncak-puncak tersebut kemudian diperhitungkan dengan Persamaan 2.4, dengan mengambil pelebaran pada kurva XRD yang bersesuaian. Pelebaran ini diketahui dengan mengepas kurva dengan program komputer yang dapat membantu pengepasan tak-linear, terutama pada kurva-kurva seperti kurva hasil XRD. Pada penelitian ini, digunakan peranti lunak PeakFit. Bentuk puncak-puncak pada difraktogram yang ada didekati oleh peranti lunak tersebut, dan secara otomatis diukur nilai pelebaran di bawah puncaknya, atau FWHM-nya. Nilai ini kemudian disusun untuk mencari nilai c, dan kemudian nilai t pada Persamaan 2.7 dan 2.8. Hasil-hasil pengukuran nilai pelebaran dari sampel diberikan pada Tabel 4.1 dan Tabel 4.2, sedangkan Gambar 4.2 dan 4.3 menampilkan grafik yang memetakan data pada kedua tabel tersebut. Tabel 4.1. Hasil pengepasan kurva XRD TiO 2 hasil hidrotermal Br cos θ sin θ.9995.215375.14978.326858.1278.46795.1369.454739.9972.46776

41 Br cos θ sin θ.16746.518991.14823.572347.14546.58798.915.611171.18.16.14.12.1.8.6.4 f(x) =.3841x +.188.2...1.2.3.4.5.6.7 Gambar 4.2 Grafik pemetaan Tabel 4.1 Garis yang terbentuk dari kecenderungan titik-titik pada grafik pada Gambar 4.2 memiliki persamaan y =,773x +,188. Nilai,188 adalah nilai c, yang akan menghasilkan nilai besar kristalit, t, sebesar 12.681 nm yang didapatkan dari perhitungan dengan Persamaan 2.8. Tabel 4.2. Hasil pengepasan kurva XRD TiO 2 hasil pengeringan Br cos θ sin θ.17636.213875.15531.44121

42 Br cos θ sin θ.887.32743.14362.452522.13985.46117.9895.519675.7564.613214.6532.56895.4733.572975.2.15.1.5 f(x) = -.25215x +.22574...1.2.3.4.5.6.7 Gambar 4.3 Grafik pemetaan Tabel 4.2 Persamaan garis yang terbentuk dari kecenderungan titik-titik pada grafik pada Gambar 4.3 adalah y = -,62637x +,22574. Dari nilai c sebesar,22574, dapat dihasilkan nilai besar kristalit, t, sebesar 6.7 nm yang didapatkan dari perhitungan dengan Persamaan 2.8. Perhitungan yang telah dilakukan sesuai dengan perkiraan sebelumnya, bahwa perlakuan hidrotermal telah memperbesar ukuran kristalit dari TiO 2 yang disintesis dengan proses sol-gel.

43 4.2 Analisis Sel Surya Pengujian dilakukan di bawah penyinaran cahaya lampu OHP pantul dari 3M. Lampu pada OHP ini berada di sisi atas, sehingga sel uji diletakkan di bagian bawah dengan sisi variabel semikonduktor menghadap ke atas. Pengujian luar ruang di bawah cahaya matahari tidak memungkinkan dilakukan karena pada saat hari-hari pengujian, sinar matahari terhalang mendung atau terjadi hujan. Untuk penelitian lanjutan, perlu dilakukan pengujian di bawah penyinaran cahaya matahari yang sebenarnya untuk mengetahui kemampuan sel surya di medan yang sebenarnya. Data diambil dari pengujian untuk tegangan sirkuit terbuka (open circuit voltage, Voc) dengan memastikan tegangan tertinggi yang muncul. Grafik hasil pengamatan Voc diberikan pada Gambar 4.4, sedangkan untuk hasil data pengamatan selengkapnya, diberikan pada Lampiran.

44 Tegangan (mv) 12 1 8 6 4 2 Voc (mv) (a) ZnO t = 4.2 t = 6.1 t = 6.8 Ukuran Kristal Tegangan (mv) 12 1 8 6 4 2 Voc (mv) (b) ZnO t = 13.95 t = 12.7 t = 1.1 Ukuran Kristal Gambar 4.4 Grafik hasil pengujian sirkuit terbuka (tanpa hambatan) dari sel surya berbasis ZnO-TiO 2 (a) tanpa perlakuan hidrotermal, dan (b) dengan perlakuan hidrotermal Gambar 4.4 (a) menunjukkan bahwa peningkatan jumlah air dalam pembuatan TiO 2 melalui proses sol-gel meningkatkan Voc, sedangkan Gambar 4.4 (b) menunjukkan sel yang mengandung TiO 2 hasil proses hidrotermal yang dilakukan memperlihatkan peningkatan Voc yang dihasilkan sel. Pada (Rw) yang sama, TiO 2 yang diproses hidrotermal umumnya menghasilkan Voc yang lebih besar. Pada kedua macam sel, disertakan besaran Voc tertinggi dari sel berbasis ZnO saja sebagai referensi yaitu sebesar 3,2 mv.

45 Pada Rw =,85, atau penambahan air sebanyak,85 kali molaritas Ti-iP (,4 mol/liter), Voc untuk sel yang menggunakan campuran ZnO-TiO 2 produk reaksi sol-gel tersebut (ukuran kristal TiO 2 = 4,2 nm) adalah 43,3 milivolt (mv), sedangkan apabila TiO 2 tersebut diproses hidrotermal (ukuran kristal TiO 2 = 13,95 nm), maka Voc-nya naik menjadi 18,8 mv. Untuk Rw = 2,2, atau penambahan air sebanyak 2,2 kali molaritas Ti-iP, Voc untuk sel yang menggunakan campuran ZnO-TiO 2 produk reaksi sol-gel tersebut (ukuran kristal TiO 2 = 6,1 nm) adalah 65,5 milivolt (mv), dan apabila TiO 2 tersebut diproses hidrotermal (ukuran kristal TiO 2 = 12,7 nm), maka Voc-nya naik menjadi 98,7 mv. Sedangkan, pada Rw = 3,5, atau penambahan air sebanyak 3,5 kali molaritas Ti-iP, Voc untuk sel yang menggunakan campuran ZnO-TiO 2 produk reaksi sol-gel (ukuran kristal TiO 2 = 6,8 nm) tersebut adalah 18,3 milivolt (mv), sedangkan apabila TiO 2 tersebut diproses hidrotermal (ukuran kristal TiO 2 = 1,1 nm), maka Voc-nya turun menjadi 98,3 mv. 4.3 Hubungan Kekristalan dengan Kinerja Sel Surya Sistem sel surya ZnO/TiO 2 yang dibuat pada proyek penelitian ini dibuat dengan setidaknya tiga pembedaan pada Rw dan juga pada perlakuan. Pembedaan perlakuan menghasilkan kinerja yang berbeda. Kecenderungan yang terjadi adalah Voc puncak meningkat dengan Rw yang juga meningkat, serta Voc puncak meningkat pada Rw yang sama dengan perlakuan hidrotermal. Peningkatan Voc puncak pada Rw yang meningkat dengan demikian, jumlah air yang ditambahkan semakin banyak disebabkan oleh perbedaan jumlah air. Air, dalam proses hidrolisis adalah reagen utama proses tersebut. Air yang jumlahnya meningkat akan memperbesar kemungkinan terbentuknya Ti-OH pada reaksi hidrolisis, dengan demikian akan meningkatkan kemungkinan

46 terjadinya reaksi antara Ti-OH maupun Ti-OH dan Ti-OR yang pada akhirnya akan membentuk jaringan Ti-O-Ti yang semakin luas, seperti ditunjukkan pada persamaan 2.1. Jaringan Ti-O-Ti yang semakin luas, meskipun masih berukuran kristalit yang relatif kecil, akan meningkatkan serapan bahan pewarna pada semikonduktor dengan itu maka kinerja semakin meningkat dengan semakin luasnya jalur untuk dilalui elektron. Perlakuan hidrotermal yang bertujuan meningkatkan ukuran kekristalan yang diberikan pada TiO 2 yang dihasilkan meningkatkan kinerja sel lebih lanjut. Ukuran kekristalan yang semakin besar, berarti sistem semikonduktor semakin teratur. Sistem semikonduktor dapat diibaratkan seperti jalan yang akan dilalui elektron yang diibaratkan kendaraannya. Jalan yang semakin luas dapat dilalui kendaraan yang lebih banyak. Peningkatan kinerja karena peningkatan Rw dapat diibaratkan sebagai perluasan jalan yang ada, sedangkan proses hidrotermal dapat diibaratkan sebagai perbaikan jalur yang ada. Perlakuan pertama meningkatkan kinerja sel secara terbatas, dikarenakan jalur yang dilalui elektron masih belum cukup besar, sedangkan proses hidrotermal mengoptimalkan kinerja sel pada Rw yang sama dengan meningkatkan lebar jalur yang dapat dilalui elektron. Perlakuan hidrotermal kemudian diberikan pada tiap-tiap sediaan TiO 2. Dari hasil pengujian, pada Rw yang sama terjadi peningkatan Voc dengan perlakuan hidrotermal. Hal ini terjadi pada setiap Rw yang diperlakukan hidrotermal. Fenomena ini dapat dijelaskan dengan mengambil pendekatan pada membesarnya ukuran kristalit. Hal ini nampak dari kurva XRD TiO 2 pada Rw = 2, yang semakin tajam setelah perlakuan, dan hasil perhitungan besar kristalit yang menunjukkan terjadi peningkatan ukuran kristalit dari 6,1 menjadi 12,6 nm. Meskipun demikian, dengan perlakuan hidrotermal yang sama, kenaikan Rw justru menimbulkan penurunan Voc pada sel. Hal ini diduga berkaitan dengan

47 rongga-rongga yang dapat diisi oleh larutan elektrolit dan tempat masuknya bahan pewarna sebelum menempel ke semikonduktor menjadi lebih kecil. Dengan mengecilnya rongga-rongga ini, meskipun ukuran kristalit yang ada membesar, pengubahan energi pada semikonduktor dengan Rw besar yang diproses hidrotermal menjadi lebih rendah daripada semikonduktor dengan Rw kecil yang sama-sama diproses hidrotermal. Perbandingan kinerja sel-ke-sel yang diperlakukan hidrotermal maupun tidak diberikan pada Gambar 4.5. Pada Gambar tersebut, dapat diamati terjadinya penurunan pada kinerja TiO 2 yang diperlakukan hidrotermal, dan pada akhirnya dapat dilampaui oleh kinerja sistem sel yang mengandung TiO 2 yang berasal dari proses sol-gel dengan Rw = 3,5. Meskipun demikian, larutan TiO 2 yang stabil dengan Rw tinggi lebih sulit didapatkan daripada TiO 2 dengan Rw yang lebih rendah. 12 1 8 6 4 2 4.2181 6.716 6.8376 13.951 12.6813 1.1144 1 2 3 Gambar 4.5 Perbandingan kinerja TiO 2 yang diperlakukan hidrotermal maupun tidak Dari grafik pada Gambar 4.5 tersebut dapat dinyatakan bahwa proses hidrotermal meningkatkan secara signifikan kinerja sel berbasis ZnO-TiO 2 dengan TiO 2 yang digunakan berasal dari Rw yang lebih kecil, dan relatif tidak memberi

48 pengaruh baik pada Rw yang lebih besar. Hal ini, seperti sebelumnya telah dijelaskan, diduga karena terbatasnya pembesaran ukuran kristalit yang terjadi pada Rw yang lebih besar. Jalur pada pori yang tersedia untuk dilalui elektrolit dan bahan pewarna pada TiO 2 yang dihasilkan dari proses hidrolisis dengan Rw 3,5 relatif lebih kecil daripada dengan Rw,85, tetapi ukuran yang lebih besar membuat injeksi elektron lebih leluasa. Dengan proses hidrotermal yang dilakukan, diduga jalur sistem tersebut mengalami pembesaran ukuran kristalit dan pengecilan pori secara bersamaan, dan dapat jadi mengakibatkan elektrolit dan pewarna tidak mengisi pori sebaik sebelumnya sehingga menurunkan kinerja yang dihasilkan sel tersebut.