Fabrikasi Inter Layer Counter Electrode Karbon Untuk Dye-sensitized Solar Cell

Abstract

Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) tipe monolitik yang hanya memiliki satu substrat banyak dikembangkan karena harga fabrikasi yang murah dan proses fabrikasi yang sederhana. Namun, efisiensi yang rendah merupakan salah satu kelemahannya. Salah satu penyebabnya adalah counter electrode yang digunakan sebagai lapisan untuk meningkatkan konduktivitas substrat kaca FTO, tidak menempel kuat pada substrat kaca FTO, sehingga diperlukan lapisan inter layer yang dapat meningkatkan konduktivitas lapisan counter electrode serta meningkatkan adhesivitas antara counter electrode dengan substrat kaca FTO. Pada penelitian ini, bahan counter electrode yang diguankan adalah karbon dan bahan inter layer yang digunakan adalah karbon dan TiO colloid yang berfungsi sebagai binder. Pendeposisian setiap lapisan DSSC tipe monolitik dilakukan dengan teknik screen printing. Lapisan pertama karbon 1 (Inter Layer) memiliki komposisi 0,13 gr grafit, 0,2 ml TiO 2

colloid, 0,2 ml Triton 10% dan 0,25 ml terpineol dan karbon 2 (Counter Electrode) memiliki komposisi 0,5 gr carbon nanopowder, 2 gr bubuk grafit, 0,3 gr ethyl-cellulose, 0,25 gr TiO P25,

dan 4,25 gr terpineol. Kedua lapisan karbon tersebut komposisinya dikali 10 untuk memperbanyak pasta yang dihasilkan. Massa grafit pada karbon 1 (Inter Layer) divariasikan menjadi 5 variasi yaitu 0,9 gr (A), 1,1 gr (B), 1,3 gr (C), 1,5 gr (D), dan 1,7 gr (E). Setelah inter layer karbon difabrikasi, dilakukan karakterisasi morfologi, pengukuran resistansi sheet, uji adhesivitas dan uji transmitansi serta karakterisasi I-V pada DSSC tipe monolitik yang telah difabrikasi. Hasilnya, pada morfologi inter layer karbon yang dikarakterisasi menggunakan SEM, diperoleh bahwa lapisan inter layer sampel B memiliki penyebaran grafit yang merata dan hanya sedikit terlihat adanya aglomerasi pada karbon. Selain itu, pada uji resistansi sheet menggunakan four point probe diperoleh hasil bahwa sampel B memiliki Rs yang stabil dengan rata rata 12,097±0,054 Ω/sq. Pada uji adhesivitas, terlihat bahwa lapisan karbon 1 yang melekat kuat pada substrat kaca FTO secara visual, dan pada uji transmitansi menggunakan UV-VIS, sampel B memiliki rasio transmitansi terkecil antara sesudah dan sebelum uji adhesivitas sebesar 1,963. Hasil karakterisasi I-V DSSC tipe monolitik, diperoleh efisiensi terbesar berasal dari sampel B yang memiliki massa 1,1 gr grafit pada TiO colloid sebesar 1,258 %. Sehingga penambahan inter layer karbon antara counter electrode karbon dan substrat kaca FTO dapat meningkatkan efisiensi dari DSSC tipe monolitik 2 Kata kunci: DSSC tipe monolitik, karbon, grafit Abstract Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) monolithic type which has only one substrate developed a lot because of the low price of fabrication and a simple fabrication process. However, low efficiency is one of its weaknesses. One reason is the counter electrode which is used as a layer to increase the conductivity of the FTO glass substrate, not firmly attached to the FTO glass substrate, so that an inter layer is needed that can increase the conductivity of the counter electrode layer and increase the adhesivity between the counter electrode and the FTO glass substrate. In this study, the material of counter electrode was used carbon and the inter layer material was used carbon and TiO2 colloid which functioned as binders. Deposition of each monolithic type DSSC layer is done by screen printing techniques. The first layer of carbon 1 

(Inter Layer) has a composition of 0,13 gr graphite, 0,2 ml TiO2 colloid, 0,2 ml Triton 10% and 0,25 ml terpineol and carbon 2 (Counter Electrode) has a composition of 0,5 gr carbon nanopowder, 2 gr graphite powder, 0,3 gr ethyl-cellulose, 0,25 gr TiO2-P25, and 4,25 gr terpineol. The two carbon layers are multiplied by 10 to multiply the resulting paste. Graphite mass at carbon 1 (Inter Layer) varied into 5 variations, namely 0,9 gr (A), 1,1 gr (B), 1,3 gr (C), 1,5 gr (D), and 1,7 gr (E). After fabricated inter layer carbon, soma characterizations were done, like morphological characterization, sheet resistance measurement, adhesivity test and transmittance test and I-V characterization on monolithic type DSSC were fabricated. As a result, in the inter layer carbon morphology characterized using SEM, it was found that the inter layer of sample B had a uniform spread of graphite and only a small amount of carbon agglomeration was seen. In addition, the sheet resistance test using four point probes shows that sample B has a stable Rs with an average of 12,097±0,054 Ω/ sq. In the adhesion test, it can be seen that the carbon 1 layer is firmly attached to the FTO glass substrate visually, and in the transmittance test using UV-VIS, sample B has the smallest transmittance ratio between after and before the adhesive test of 1,963. The results of the monolithic type I-V DSSC characterization, obtained the greatest efficiency derived from sample B which has a mass of 1.1 gr graphite on the colloid TiO2 of 1,258%. So that the addition of the inter layer carbon between the carbon electrode counter and the FTO glass substrate can improve the efficiency of the monolithic type DSSC Keywords: monolithic type DSSC, carbon, graphite